ماء وأوكسجين من صخور القمر المطبوخة

الماء والأوكسجين عنصران أساسيان للحياة، وتهدف أغلب المهام الفضائية إلى الكواكب والقمر، إلى البحث عنهما أو إمكانية توفيرهما، لدعم الهدف الأسمى الذي تخطط له وكالات الفضاء العالمية، وهو بناء مستعمرات بشرية في الفضاء السحيق.

وإذا كانت بعض الاكتشافات المتواترة قد أشارت إلى أن بعض أجزاء القمر، على أدنى تقدير ، مثل الفوهات الكبيرة المعتمة دائمًا في أقطابه، تحتوي على رواسب كبيرة من الماء، فإن دراسة أجراها "كونسورتيوم" بحثي من جامعة البوليتكنيك في ميلانو بإيطاليا، ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية وشركة التكنولوجيا الأوروبية متعددة الجنسيات ( OHB)، قد زفت نبأ سارًا يتعلق بإمكانية استخراج الماء، وكذلك الأوكسجين، من أي موقع بالقمر، وذلك عن طريق طهي تربة القمر. ويعد هذا الإنجاز الذي تم تقديمه الأسبوع الماضي إلى المؤتمر السنوي لشبكة علماء الكواكب من جميع أنحاء أوروبا "يوروبلانيت"، خطوة هامة من شأنها دعم قواعد القمر في المستقبل.

ووفقًا للموقع الإلكتروني لمؤتمر شبكة "يوروبلانيت"، فإن الكونسورتيوم البحثي, الذي قادته البروفيسور "ميشيل لافانيا"، من جامعة البوليتكنيك في ميلانو، قد أجرى عملية محاكاة للتربة القمرية، التي تحتوي 50 % منها في جميع المناطق على عنصري السيليكون وأكسيد الحديد، وهما بدورهما يتكونان من نحو 26 % أوكسجين، وكانت فكرتهم هي إمكانية استخراج هذا الأوكسجين من المعادن، وكذلك الماء، بعد طهي التربة القمرية في فرن تبلغ درجة حرارته حوالي 1000 درجة مئوية.

نظام التحكم البيئي ودعم الحياة الفضائية المعروف اختصار باسم (ECLSS) هو نظام لدعم الحياة في الفضاء، حيث يوفر أو يتحكم في الضغط الجوي ويكشف الحرائق ويقمعها، كما يكشف مستويات الأوكسجين ويدير النفايات ويوفر إمدادت المياه.

وفي التجارب التي تضمنتها الدراسة، قامت "ميشيل لافانيا" ورفقائها، بتبخير مادة محاكاة التربة في وجود الهيدروجين والميثان، ثم "غسلها" بغاز الهيدروجين، وتم بعد ذلك تسخين المعادن بواسطة فرن درجة حرارته تبلغ نحو 1000 درجة مئوية، لتتحول المعادن مباشرة من مادة صلبة إلى غاز، وتتحول الغازات والميثان المتبقي إلى محول حفاز ومكثف يفصل الماء. بعد ذلك يمكن استخراج الأوكسجين من خلال التحليل الكهربائي، و يتم إعادة تدوير المنتجات الثانوية من الميثان والهيدروجين في النظام. وبالرغم من أن التجارب التي تم إجراؤها حتى الآن اعتمدت على محاكاة معيارية للتربة القمرية، تم التأكد خلالها من أن الخصائص الكيميائية والفيزيائية لعملية المحاكاة متطابقة مع التربة القمرية، إلا أن "لافانيا "قالت في تصريحات خاصة لموقع " ناشيونال جيوغرافيك العربية" أنه " سيكون من المفيد أيضًا إحضار عينات حقيقية من خلال مهمة إرجاع عينة لاستخدامها في المختبر لتأكيد النتائج". وتطمح "لافانيا" فيما هو أبعد من ذلك، وتضيف: "ربما سيكون من المفيد أكثر إقامة مصنع تجريبي على سطح القمر، خلال المهام القادمة للتحقق من عملية الإنتاج على الواقع".

وعن الشكل المتوقع لأفران طبخ التربة القمرية لإنتاج الماء والأكسجين، تقول "لافانيا": "يمكنك التفكير في أسطوانة مثل تلك المطبقة في التجارب بالمختبر، ويبقى التحدي في التحكم الحراري، ولكن تحقيقه ليس معقدًا وفقًا لمتطلبات بيئة الفضاء" والطاقة اللازمة لعملية الإنتاج بالنسبة لمصنع صغير قادر على معالجة 1 كجم من المواد الأولية في وقت واحد ، هي 250-300 واط كحد أقصى من خلال المحاكاة والتصميم، ولكن بالنسبة لدعم بناء قاعدة بشرية ستكون هناك حاجة لطاقة أكبر، وسيكون بناء محطة الطاقة بالفعل جزءًا من البنى التحتية السطحية لعملية الإنتاج، كما تؤكد "لافانيا".وما توصل له الفريق البحثي من نتائج بالنسبة للتربة القمرية، يصلح للتطبيق على كواكب أخرى، كما توضح "لافيتا." مشيرة إلى أن التفاعل الثاني الخاص بإنتاج الأوكسجين في تجربتهم، يبدو متشابهًا جزئيًا مع تجربة انتاج الأوكسجين على كوكب المريخ التي تمت في 20 إبريل 2021، عبر الجهاز الذي يعرف اختصارًا باسم موكسي ( Moxie)، على متن مركبة ناسا "المريخ 2020".وتقول: " بما أن نظامنا ينتج الماء، المكون من الأوكسجين والهيدروجين، فسوف يكون مفيدًا لدعم استعمار الكواكب، ليس فقط من حيث توفير الماء والأوكسجين، ولكن المنتجات الثانوية مثل الهيدورجين يمكن استخدامها كوقود وأكسيد للمحركات، ويمكن استخدامها أيضًا لدعم نظام التحكم البيئي ودعم الحياة الفضائية".