يصور مفهوم هذا الفنان رواد الفضاء والسكن البشري على كوكب المريخ. جلبت المركبة الجوالة Perseverance التابعة لناسا العديد من التقنيات إلى المريخ لجعل استكشافه أكثر أمانًا وأسهل على البشر. أحدها هو MOXIE (تجربة استخدام موارد أكسجين المريخ في الموقع)، وهو جهاز ينجح في إنتاج الأكسجين على المريخ. الائتمان: ناسا
من خلال الركوب مع مركبة Persistence rover، أثبتت الأداة أنها تقنية قابلة للتطبيق لرواد الفضاء. يوم الثلاثاء لإنتاج الوقود والأكسجين للتنفس.
عندما يهبط رواد الفضاء الأوائل على سطح المريخ، قد يكون لديهم أحفاد الجهاز الذي بحجم فرن الميكروويف، وذلك بفضل الهواء الذي يتنفسونه والوقود الصاروخي الذي يعود إلى المنزل.
الجهاز، المسمى MOXIE (تجربة استخدام موارد الأكسجين في المريخ)، هو المرة السادسة عشرة والأخيرة التي تنتج فيها المركبة الفضائية الأكسجين. ناساروفر المثابرة. بعد أن أثبت الجهاز نجاحاً أكبر من مبتكريه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (مع) من المتوقع، يتم إنهاء وظائفه.
وقال بام ميلروي، نائب مدير ناسا: “يظهر أداء MOXIE المثير للإعجاب أنه من الممكن استخراج الأكسجين من الغلاف الجوي للمريخ – الأكسجين الذي يمكن أن يساعد في توفير الهواء القابل للتنفس أو الوقود الدافع الصاروخي لرواد الفضاء في المستقبل”. “إن تطوير التقنيات التي تسمح لنا بتسخير الموارد على القمر والمريخ أمر بالغ الأهمية لخلق وجود طويل الأمد على القمر، وبناء اقتصاد قمري قوي، ومساعدتنا في دعم حملة استكشاف بشرية أولية إلى المريخ.”
تم إنزال MOXIE (تجربة استخدام موارد الأكسجين في المريخ) في هيكل مركبة ناسا المثابرة في عام 2019. خلال المهمة، استخرج موكسي الأكسجين من الغلاف الجوي للمريخ 16 مرة، لاختبار طريقة لرواد الفضاء المستقبليين لإنشاء الوقود الدافع الذي سيدفعهم إلى الصواريخ. العودة إلى الأرض. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
منذ هبوط مركبة بيرسيفيرانس على المريخ في عام 2021، أنتج موكسي ما مجموعه 122 جرامًا من الأكسجين، أي ما يعادل تقريبًا ما يتنفسه كلب صغير في 10 ساعات. كان MOXIE قادرًا على إنتاج 12 جرامًا من الأكسجين في الساعة – ضعف أهداف ناسا الأصلية للأداة – بنسبة نقاء 98٪ أو أفضل.
وفي الجولة السادسة عشرة، في 7 أغسطس، أنتج الجهاز 9.8 جرامًا من الأكسجين. أكمل MOXIE بنجاح جميع متطلباته الفنية وعمل لمدة عام مريخي كامل في مراحل مختلفة، مما سمح لمطوري الأداة بمعرفة المزيد عن التكنولوجيا.
التكنولوجيا المبتكرة للدراسات المستقبلية
وقالت ترودي كورتيس، مديرة المواصفات الفنية لمديرية عمليات تكنولوجيا الفضاء (STMD) في مقر ناسا في واشنطن: “نحن فخورون بدعم التكنولوجيا المتقدمة مثل MOXIE التي يمكنها تحويل الموارد المحلية إلى منتجات مفيدة لمهام الاستكشاف المستقبلية”. MOXIE ترعى المظاهرة. “من خلال إظهار هذه التكنولوجيا في ظروف العالم الحقيقي، نحن نقترب خطوة واحدة من المستقبل حيث يسكن رواد الفضاء الأرض” على الكوكب الأحمر.”
تنتج MOXIE الأكسجين الجزيئي من خلال عملية كهروكيميائية تعمل على تقسيم الأكسجين ذرة من كل جزيء ثاني أكسيد الكربون الذي يتم ضخه من الغلاف الجوي الرقيق للمريخ. أثناء تدفق هذه الغازات عبر النظام، يتم تحليلها للتحقق من نقاء وكمية الأكسجين المنتج.
استخدام موارد المريخ الرائدة
في حين أن العديد من تجارب بيرسيفيرانس تتناول الأهداف العلمية الأساسية للمهمة، تركز موكسي على الدراسات البشرية المستقبلية. كان MOXIE بمثابة أول عرض للتكنولوجيا التي يمكن للبشر استخدامها للبقاء على قيد الحياة وإخلاء الكوكب الأحمر. يمكن لنظام إنتاج الأكسجين أن يساعد المهمات المستقبلية بعدة طرق، لكن أهمها سيكون بمثابة مصدر للوقود الصاروخي، والذي سيكون ضروريًا لإطلاق الصواريخ مع رواد الفضاء على نطاقات صناعية.
وبدلاً من جلب كميات كبيرة من الأكسجين إلى المريخ، يمكن لرواد الفضاء المستقبليين العيش على الأرض، باستخدام المواد التي يجدونها على سطح الكوكب للبقاء على قيد الحياة. لقد تطور هذا المفهوم – استخدام الموارد في الموقع أو ISRU – إلى مجال بحثي متزايد.
وقال مايكل هيشت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الباحث الرئيسي في الأداة: “من الواضح أن MOXIE ألهم مجتمع ISRU”. “وهذا يدل على أن ناسا مستعدة للاستثمار في مثل هذه التقنيات المستقبلية، وهي المرة الأولى التي يكون لها تأثير على صناعة الموارد الفضائية المثيرة.
تحمل المركبة الجوالة Perseverance التابعة لناسا، والتي تظهر في هذا العمل الفني، جهازًا يسمى MOXIE. لقد أنتج الأكسجين بشكل فعال على المريخ، مما مهد الطريق لرواد الفضاء في المستقبل لاستخدام موارد الكوكب من أجل البقاء والسفر. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
التركيز المستقبلي
الخطوة التالية ليست بناء MOXIE 2.0، فقد تعلم Hecht وفريقه الكثير حول كيفية تصميم نسخة أكثر كفاءة من الأداة. وبدلاً من ذلك، فإن بناء نظام واسع النطاق مثل MOXIE يتضمن مولدًا للأكسجين وطريقة لتسييل هذا الأكسجين وتخزينه.
لكن الأهم من ذلك كله هو أن هيشت يريد رؤية تقنيات أخرى تعود إلى المريخ. وقال هيشت: “علينا أن نتخذ قرارات بشأن الأشياء التي يجب فحصها على المريخ”. “أعتقد أن هناك العديد من التقنيات في تلك القائمة؛ أنا سعيد جدًا أن MOXIE جاء أولاً.
تجربة أكسجين المريخ ISRU (MOXIE) هي دراسة تقنية بحثية ستنتج الأكسجين من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي للمريخ. الائتمان: ناسا
المزيد عن المهمة
أحد الأهداف الرئيسية لعمل بيرسيفيرانس على المريخ هو علم الفلك، بما في ذلك البحث عن علامات الحياة الميكروبية القديمة. ستكون المركبة الجوالة هي المهمة الأولى لتوصيف جيولوجيا الكوكب والمناخ الماضي، وتمهيد الطريق لاستكشاف الإنسان للكوكب الأحمر، وجمع وتخزين الصخور المريخية والثرى الصخري (الصخور والغبار المكسور).
بعثات ناسا اللاحقة، بالتعاون مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)وكالة الفضاء الأوروبية)، سيتم إرسال المركبة الفضائية إلى المريخ لجمع هذه العينات المختومة من السطح وإعادتها إلى الأرض لتحليلها بشكل متعمق.
تعد مهمة Mars 2020 Perseverance جزءًا من نهج ناسا لاستكشاف القمر إلى المريخ، والذي يتضمن مهمات Artemis إلى القمر، للمساعدة في الاستعداد للاستكشاف البشري للكوكب الأحمر.
يقوم مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، والذي يديره معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، كاليفورنيا، بتطوير وإدارة العمليات للمركبة الجوالة بيرسيفيرانس.
مختبر الدفع النفاث يدير مشروع MOXIE لبرنامج أعمال الوصف الفني ضمن STMD. تم دعم MOXIE من قبل مديرية مهمة تطوير أنظمة الاستكشاف التابعة لناسا ومديرية المهام العلمية.