مریخ نوردِ ناسا از سیاره سرخ، اکسیژن استخراج کرد

فرادید | لیست رو به رشد "اولین"‌های مریخ نورد پرسویرنس (پشتکار)، تبدیل کربن دی اکسید جو نازک سیاره سرخ به اکسیژن را نیز شامل می‌شود. یک ابزار آزمایشی در ابعاد تُستر، به نام آزمایش استفاده از منابع اکسیژن مریخ (MOXIE) این کار را انجام داده است. این آزمایش در تاریخ ۳۱ فروردین انجام شده است.

به گزارش فرادید؛ این فناوری می‌تواند زمینه را برای به واقعیت تبدیل شدن داستان‌های علمی تخیلی فراهم کند؛ جداسازی و ذخیره اکسیژن در مریخ برای کمک به موشک‌هایی که می‌توانند فضانوردان را از سطح سیاره بلند کنند. چنین دستگاه‌هایی ممکن است روزی هوای قابل تنفس را برای خود فضانوردان نیز فراهم کنند. ماکسی (MOXIE) یک تحقیق اکتشافی در زمینه فناوری است و توسط اداره فناوری فضایی ناسا (STMD) و اداره ماموریت اکتشاف و عملیات انسانی پشتیبانی می‌شود.

برای موشک‌ها با فضانوردان، اکسیژن یک مسئله حیاتی است. برای سوزاندن سوخت، یک موشک باید مقدار بسیار زیادی اکسیژن به همراه داشته باشد. خارج شدن چهار فضانورد از سطح مریخ در یک مأموریت نیاز به تقریبا ۷ تن سوخت موشک و ۲۵ تن اکسیژن دارد. در مقابل، فضانوردانی که در مریخ زندگی و کار می‌کنند به اکسیژن بسیار کمتری برای تنفس نیاز دارند. فضانوردانی که یک سال را در سطح مریخ می‌گذرانند، حدودا یک تن اکسیژن مصرف می‌کنند.

حمل کردن ۲۵ تن اکسیژن از زمین به مریخ کار پرزحمتی است. انتقال مبدل اکسیژن یک تنی - نسل بزرگتر و قدرتمندتر ماکسی که می‌تواند این ۲۵ تن را تولید کند - بسیار مقرون به صرفه‌تر و عملی‌تر خواهد بود. ۹۶% جو مریخ از کربن دی اکسید است. ماکسی با جداسازی اتم‌های اکسیژن از مولکول‌های کربن دی اکسید که از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن ساخته شده اند کار میکند و کربن مونوکسید، که زائد است را در جو مریخ رها‌ می‌کند.

فرایند تبدیل، به گرمای زیادی نیاز دارد تا به دمای تقریبا ۸۰۰ سانتیگراد برسد. به همین دلیل، ماکسی با مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است. ماکسی شامل قطعات آلیاژ نیکل چاپ شده با پرینتر سه بعدی است که گاز‌های جاری در آن را گرم و خنک می‌کند، به علاوه یک آئروژل سبک که به نگه داشتن گرما کمک می‌نماید. یک پوشش طلای نازک در جداره خارجی ماکسی تعبیه شده که گرمای فروسرخ را منعکس می‌کند و باعث میشود تابش آن به بیرون نرسد و به سایر قسمت‌های پرسوبرنس آسیب نرساند.

در اولین عملیات، تولید اکسیژن ماکسی بسیار کم بود، حدود ۵ گرم، معادل ۱۰ دقیقه اکسیژن قابل تنفس برای یک فضانورد ماکسی برای تولید حداکثر ۱۰ گرم اکسیژن در ساعت طراحی شده است. انتظار می‌رود ماکسی در طی یک سال مریخی (نزدیک به دو سال روی زمین) حداقل و بار دیگر اکسیژن استخراج کند.

تولید اکسیژن در سه مرحله انجام می‌شود. مرحله اول عملکرد دستگاه را بررسی و مشخص می‌نماید. مرحله دوم، دستگاه را در شرایط مختلف جوی مانند زمان‌های مختلف روز و فصول اجرا می‌کند و در مرحله سوم، حالت‌های عملیاتی جدید امتحان می‌شود. برای مثال عملکرد دستگاه در سه یا چند درجه حرارت مختلف مقایسه می‌گردد.

مریخ‌نورد (Perseverance) که گاهی با نام «پرسی» هم شناخته می‌شود، یک کاوشگر مریخ‌نورد سیارهٔ مریخ است که آزمایشگاه پیش‌رانش جت برای استفاده در مأموریت مریخ ۲۰۲۰ ناسا آن را ساخته‌است. این مریخ نورد در تاریخ ۳۰ ژوئیهٔ ۲۰۲۰ برای مأموریت مدارگردی مریخ در ساعت ۷:۵۰ دقیقهٔ بعد از ظهر پرتاب شد EDT (۱۱:۵۰ UTC) و در ۱۹ فوریهٔ ۲۰۲۱ در ساعت ۰۰:۳۰ (به وقت ایران) در مریخ فرود آمد. این مریخ‌نورد از مرکز فضایی کندی در پایگاه کیپ کاناورال، فلوریدا رهسپار مریخ شد. محل فرود آن دهانهٔ مریخی جیزرو در نظر گرفته شده بود.

این مریخ‌نورد که به بزرگی یک اتومبیل سواری است با هفت ابزار علمی برای مطالعهٔ سطح مریخ در دهانهٔ جیزرو مجهز است. تجهیزات مریخ‌نورد پشتکار در مجموع ۲۳ دوربین و دو میکروفون یک دستگاه تهیهٔ اکسیژن با خود دارند.

این مریخ‌نورد همچنین بالگرد مریخی نبوغ؛ که پهباد کوچکی است را به همراه دارد. این پهباد آزمایشی امکان پرواز این‌گونه وسیله را در جو مریخ مشخص خواهد کرد. در صورت موفقیت این بالگرد پیشاهنگ می‌تواند در پیدا کردن مکان‌های مورد نظر برای بررسی مریخ‌نورد استقامت کمک کند.

این کاوشگر در تاریخ ۱۸ فوریهٔ ۲۰۲۱ ساعت ۲۰:۵۵ (UTC) فوریه ۲۰۲۱. برابر با بامداد ۱ اسفند ماه ۱۳۹۹ خبر فرود خود را بر سطح مریخ و نخستین عکس خود را از این سیاره ثبت و به زمین فرستاد.

کار طراحی مریخ‌نورد جدید را همان تیم از مهندسانی که در طراحی مریخ‌نورد کنجکاوی دست داشتند بر عهده گرفتند و با توجه به وضعیت کنونی کنجکاوی آن‌ها توانستند مریخ‌نورد مقاوم‌تری را ارائه دهند. چرخ‌های کنجکاوی فرسودگی بیشتری را نسبت به آنچه که در سطح زمین پیش‌بینی می‌شود متحمل شده و یکی از چرخ‌ها آسیب دیده‌است.

این بار از آلیاژ جدیدی از آلومینیوم با دوام بیشتر، قطر بزرگ‌تر، عرض باریک‌تر و ضخامت بیشتر نسبت به چرخ‌های کنجکاوی در نظر گرفته شده‌است. علاوه بر این چرخ‌های آلومینیومی با پره‌های منحنی تیتانیوم پوشانده شده‌اند. در نتیجهٔ به‌کارگیری ابزار بزرگ‌تر برای نمونه‌برداری و سامانه جدید ذخیره‌سازی و بهسازی چرخ‌ها استقامت را ۱۷ درصد (از ۸۹۹ کیلوگرم به ۱۰۵۰ کیلوگرم) سنگین‌تر از مدل پیشین خود ساخته‌است. بازوی رباتیک پنج مفصلهٔ این مریخ‌نورد ۲٫۱ متر طول دارد. از این بازو و برجک آن برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های زمین‌شناسی از سطح مریخ استفاده خواهد شد.

مریخ‌نورد پشتکار دارای چهار هدف علمی است که از اهداف علمی برنامه اکتشاف مریخ پشتیبانی می‌کند:

✓ در جستجوی نشانی از قابلیت زندگی (حیات): شناسایی محیط‌هایی که در گذشته می‌توانسته‌اند قادر به پشتیبانی از زندگی میکروبی باشند.

✓ به دنبال نشانه‌های زیستی: یافتن نشانه‌هایی از حیات میکروبی پیشین در آن محیط‌های دارای قابلیت میزبانی زیست، به‌ویژه در سنگ‌های بخصوصی که با گذشت زمان چنین نشانه‌هایی را در خود حفظ می‌کنند.

✓ یافتن و ذخیره‌سازی نمونه‌ها: یافتن نمونه‌هایی از سنگ اصلی و سنگ‌پوشه‌ها (خاک) و جمع‌آوری آن‌ها در سطح مریخ.

✓ آماده‌سازی برای انسان: آزمودن روش تهیهٔ اکسیژن از جو مریخ.