مكونات المنظومة علي المريخ

.

ناسا تسعى لتحويل بكتيريا تنمو على المريخ إلى وقود للصواريخ قد يوفر لها 8 مليارات دولار.

 

من أكبر المشكلات التي تواجهة المخططات التي تهدف لهبوط أول رحلة بشرية علي المريخ هي مشكلة توفير وقود العودة. فإما أن يتم إرساله من كوكب الأرض وسيكون هذا الحل باهظ التكلفة، أو إنتاجه محليا علي سطح كوكب المريخ.

 

هناك طريقتان لانتاج وقود العودة علي كوكب المريخ:

 

• الإستراتيجية الحيوية bio-ISRU Strategy (موضوع البحث).

 

• طريقة التحفيز الكيميائي Chemical Catalysis .

 

تخطط ناسا لإرسال البشر إلى سطح المريخ في وقت ما في ثلاثينيات القرن الحالي، لكن الخروج من الكوكب الأحمر قد يكون مكلفا للغاية، حيث هنام تقديرات بالحاجة إلي 8 مليارات دولار لنقل 30 طنًا من الميثان Methane والأكسجين Oxygen السائلين لتشغيل صواريخ العودة. ولذلك، اقترح الباحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا Georgia Institute of Technology طريقة تستخدم الموارد الطبيعية الموجودة على سطح المريخ وذلك بزراعة البكتيريا، والتي يمكن تحويلها إلى وقود.

 

يريد الفريق بناء مفاعلات حيوية ضوئية Photobioreactors عملاقة على المريخ تستخدم ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide لتكاثر البكتيريا الزرقاء Cyanobacteria التي تعمل علي صنع السكريات Sugars . وستقوم بكتيريا (الإشكيرية القولونية E. coli) المصممة هندسيا، والتي سيتم شحنها من الأرض، بتحويل تلك السكريات إلى وقود دفع Propellant خاص بالمريخ لاستخدامه في الصواريخ وأجهزة الدفع الأخرى.

 

أولا استخدام ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون لإنماء البكتيريا الزرقاء التي تنتج السكريات ، والتي تتغذى على الإشريكية القولونية لإنتاج الوقود الدافع للصواريخ.

 

ولا تؤدي هذه الطريقة إلى خفض التكاليف بشكل كبير فحسب، بل يقول الباحثون إن العملية الجديدة ستولد 44 طنا من الأكسجين النظيف الذي يمكن أن يدعم الاستعمار البشري للكوكب الأحمر.

 

ويشار إلى أن المركب العضوي المسمى 2،3-بيوتانيديول 2,3-Butanediol ليس مجرد فكرة نظرية، بل إنه يستخدم على الأرض لصنع بوليمرات Polymers لإنتاج المطاط Rubber .

 

وقالت وينتينغ صن Wenting Sun ، الأستاذة المساعدة في مدرسة دانيال جوجنهايم لهندسة الفضاء Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering ، في بيان: “إن المركب العضوي 2،3-بيوتانيديول 2,3-Butanediol موجود منذ فترة طويلة، لكننا لم نفكر أبدا في استخدامه كوقود دفع Propellant . وبعد التحليل والدراسة التجريبية الأولية، أدركنا أنه مرشح جيد بالفعل”.

 

الورقة البحثية، التي نُشرت في مجلة Nature Communications (مقالة Nature في صورة ملف PDF)، توضح العملية التي ستحدث على المريخ ، بدءًا من نقل المواد البلاستيكية التي ستستخدم في إنشاء مفاعلات ضوئية Photoreactors بحجم ملعب كرة القدم على الكوكب الأحمر.

 

ستتكون المفاعلات الضوئية من أربع وحدات Modules ، بما في ذلك منطقة نمو البكتيريا الزرقاء Cyanobacteria التي تستخدم التمثيل الضوئي Photosynthesis (وهي عملية تتطلب كلا من ثاني أكسيد الكربون وضوء الشمس).

 

وسيحتوي مفاعل Reactor منفصل على إنزيمات Enzymes تقوم بتقسيم البكتيريا الزرقاء إلى سكريات، والتي سيتم تغذيتها إلى الإشريكية القولونية E. coli لإنتاج وقود دفع الصواريخ.

 

سيتم فصل وقود الدفع Propellant عن مرق تخمير الإشريكية القولونية باستخدام طرق فصل متقدمة وإنتاج وقود صاروخي Rocket Fuel نقي بنسبة 95 في المائة.

 

وجد البحث الخاص بالفريق أن الإستراتيجية الحيوية bio-ISRU Strategy تستخدم طاقة أقل بنسبة 32 في المائة – على الرغم من أنها تزن ثلاثة أضعاف – من الخيار الحالي لشحن الميثان من الأرض وإنتاج الأكسجين عبر طريقة التحفيز الكيميائي Chemical Catalysis .

 

وقالت باميلا بيرالتا يحيى Pamela Peralta-Yahya ، مؤلفة الدراسة المشاركة Corresponding Author ، والأستاذة المشاركة في كلية الكيمياء والكيمياء الحيوية School of Chemistry & Biochemistry ، في بيان: “تحتاج إلى طاقة أقل بكثير للانطلاق من سطح المريخ، ما أعطانا المرونة للنظر في مواد كيميائية مختلفة غير مصممة الصواريخ المنطلقة من سطح الأرض”.

 

وتابعت: “بدأنا في التفكير في طرق للاستفادة من الجاذبية المنخفضة للكوكب ونقص الأكسجين لإنشاء حلول لا علاقة لها بعمليات الإطلاق على الأرض”.

 

على مر السنين تغير الجدول الزمني Timeline لوكالة ناسا والذي يحدد الموعد الذي تخطط فيه لإرسال بشر إلى المريخ ، حيث تعتمد المهام بشكل كبير على إعادة الرواد إلى القمر أولا. ومع ذلك، تشير آخر الأخبار إلى أن عام 2037 قد يكون العام الذي ستطأ فيه الأقدام البشرية سطح الكوكب الأحمر.

.

للمزيد ولتحميل المقالة في صورة ملف PDF : من هنا

 

المصدر: ديلي ميل DailyMail يوم 26 أكتوبر 2021 م

• الواقع الافتراضي علاج “الشعور بالهلاك” خلال الرحلات بين الكواكب