تولید موفقیت‌آمیز اکسیژن در مریخ
به گزارش سیناپرس اردبیل،محققان گزارش دادند که تا پایان سال 2021، MOXIE توانست در هفت دوره آزمایشی، در شرایط جوی مختلف، از جمله در طول روز و شب، و در طول فصول مختلف مریخ، اکسیژن تولید کند. در هر بار اجرا، این ابزار به هدف خود یعنی تولید شش گرم اکسیژن در ساعت رسید، تقریباً به میزان یک درخت معمولی روی زمین.
محققان تصور می کنند که یک نسخه کوچک شده از MOXIE می تواند قبل از ماموریت انسانی به مریخ فرستاده شود تا به طور مداوم اکسیژن را با سرعت چند صد درخت تولید کند. با چنین ظرفیتی، سیستم باید اکسیژن کافی تولید کند تا هم انسان ها را پس از رسیدن به زمین نگه دارد و هم سوخت موشکی برای بازگرداندن فضانوردان به زمین داشته باشد.
مایکل هچت، محقق اصلی ماموریت MOXIE در رصدخانه Haystack MIT می گوید: « تولید اکسیژن MOXIE در مریخ همچنین نشان دهنده اولین نمایش "استفاده از منابع در محل" است، که ایده برداشت و استفاده از مواد یک سیاره (در این مورد، دی اکسید کربن در مریخ) برای تولید منابع (مانند اکسیژن) است. در غیر این صورت باید از زمین حمل شود».
جفری هافمن، معاون محقق MOXIE، پروفسور بخش MIT می‌گوید: «این اولین نمایش استفاده واقعی از منابع روی سطح یک جسم سیاره‌ای دیگر و تبدیل آنها از نظر شیمیایی به چیزی است که برای یک مأموریت انسانی مفید است».
هوای فصلی
نسخه فعلی MOXIE از نظر طراحی کوچک است تا بتواند روی مریخ قرار بگیرد و برای مدت‌های کوتاهی ساخته شده است، بسته به برنامه اکتشاف و مسئولیت‌های ماموریت مریخ‌نورد، با هر بار اجرا شروع و خاموش می‌شود. در مقابل، یک کارخانه اکسیژن در مقیاس کامل شامل واحدهای بزرگتر است که به طور ایده آل به طور مداوم کار می کنند.
علیرغم مصالحه های لازم در طراحی فعلی MOXIE، این ابزار نشان داده است که می تواند به طور قابل اعتماد و کارآمدی جو مریخ را به اکسیژن خالص تبدیل کند. این کار را ابتدا با کشیدن هوای مریخ از طریق فیلتری انجام می دهد که آن را از آلودگی ها پاک می کند. سپس هوا تحت فشار قرار می گیرد و از طریق الکترولایزر اکسید جامد (SOXE) فرستاده می شود، ابزاری که توسط OxEon Energy توسعه یافته و ساخته شده است که به صورت الکتروشیمیایی هوای غنی از دی اکسید کربن را به یون های اکسیژن و مونوکسید کربن تقسیم می کند.
سپس یون‌های اکسیژن جدا شده و دوباره ترکیب می‌شوند تا اکسیژن مولکولی تنفسی یا O2 را تشکیل دهند، که MOXIE سپس مقدار و خلوص آن را قبل از آزاد کردن بی‌ضرر به هوا، همراه با مونوکسید کربن و سایر گازهای اتمسفر اندازه‌گیری می‌کند.
از زمان فرود مریخ نورد در فوریه 2021، مهندسان MOXIE این ابزار را هفت بار در طول سال مریخی راه‌اندازی کرده‌اند، که هر بار چند ساعت طول می‌کشد تا گرم شود، سپس یک ساعت دیگر برای تولید اکسیژن قبل از خاموش شدن دوباره استفاده می‌شود. هر اجرا برای زمان متفاوتی از روز یا شب و در فصول مختلف برنامه ریزی شده بود تا ببینیم آیا MOXIE می تواند تغییراتی در شرایط جوی سیاره داشته باشد یا خیر.
هافمن خاطرنشان می کند که جو مریخ بسیار متغیرتر از زمین است. چگالی هوا در طول سال می تواند دو ضریب تغییر کند و دما می تواند تا 100 درجه تغییر کند. تاکنون MOXIE نشان داده است که تقریباً در هر زمانی از روز و سال مریخ می تواند اکسیژن بسازد.
Hecht می‌گوید: «تنها چیزی که نشان نداده‌ایم دویدن در سپیده‌دم یا غروب است، زمانی که دما به‌طور قابل ملاحظه‌ای در حال تغییر است. ما یک آستین در آستین داریم که به ما اجازه می‌دهد این کار را انجام دهیم، و وقتی آن را در آزمایشگاه آزمایش کنیم، می‌توانیم به آخرین نقطه عطف برسیم تا نشان دهیم که واقعاً می‌توانیم هر زمانی بدویم».
همانطور که MOXIE به تولید اکسیژن در مریخ ادامه می دهد، مهندسان قصد دارند ظرفیت آن را افزایش دهند و تولید آن را افزایش دهند، به ویژه در بهار مریخ، زمانی که تراکم اتمسفر و سطح دی اکسید کربن بالاست.
Hecht می‌گوید: «دور بعدی در بالاترین چگالی سال خواهد بود و ما فقط می‌خواهیم تا آنجا که می‌توانیم اکسیژن تولید کنیم. بنابراین ما همه چیز را تا جایی که جرات کنیم بالا می‌گذاریم و اجازه می‌دهیم تا زمانی که می‌توانیم اجرا شود».
آنها همچنین سیستم را از نظر علائم ساییدگی و پارگی نظارت خواهند کرد. از آنجایی که MOXIE تنها یک آزمایش در میان چندین آزمایش روی مریخ نورد Perseverance است، نمی‌تواند به طور مداوم مانند یک سیستم در مقیاس کامل اجرا شود. در عوض، ابزار باید با هر بار اجرا روشن و خاموش شود،یک تنش حرارتی که می تواند سیستم را در طول زمان تخریب کند.
اگر MOXIE بتواند علیرغم روشن و خاموش کردن مکرر با موفقیت کار کند، این نشان می دهد که یک سیستم در مقیاس کامل که برای کار مداوم طراحی شده است، می تواند این کار را برای هزاران ساعت انجام دهد. هافمن می‌گوید: «برای حمایت از مأموریت انسانی به مریخ، ما باید چیزهای زیادی را از زمین بیاوریم، مانند رایانه‌ها، لباس‌های فضایی و زیستگاه‌ها.
منبع:science daily
مترجم: پریناز نصرتی
