Δυνατότητα παραγωγής οξυγόνου από την ατμόσφαιρα του Άρη, μαθαίνουν πώς να καλλιεργούν γογγύλια στο έδαφος του

Ανάσα αέρα. Οι άνθρωποι πήραν οξυγόνο στον Άρη και μαθαίνουν πώς να καλλιεργούν γογγύλια

Αποικισμός του Άρη  

Μια μικρή συσκευή που ήταν εγκατεστημένη στο ρόβερ Perseverance λάμβανε οξυγόνο από την ατμόσφαιρα του Άρη. Για πρώτη φορά σε άλλον πλανήτη, έχει εξαχθεί ένας πόρος απαραίτητος για την ανθρώπινη ζωή. Πώς αυτό το πείραμα μας φέρνει πιο κοντά στην εξερεύνηση εξωγήινων κόσμων και ποιες άλλες έρευνες γίνονται προς αυτή την κατεύθυνση - 

Αέρας: ένα δέντρο στον Άρη

Για να αποικήσετε έναν άλλο πλανήτη, μπορείτε να φέρετε μαζί σας πόρους. Αλλά είναι δαπανηρό. Και αυτό είναι αρκετό για λίγο. Η εναλλακτική λύση είναι να ορυχείο ακριβώς εκεί. Αυτό θα εξασφαλίσει την αυτονομία του σταθμού ή της αποικίας.

Η έννοια της ISRU (In-Situ Resource Utilisation) αναπτύχθηκε πριν από μισό αιώνα. Σήμερα υπάρχουν ήδη πραγματικές επιτυχίες.

Τον Αύγουστο, οι επιστήμονες ανέφεραν για το πείραμα MOXIE. Το ρόβερ Perseverance εξήγαγε οξυγόνο από την ατμόσφαιρα του Κόκκινου Πλανήτη.

Όργανο MOXIE για τη δοκιμή της δυνατότητας παραγωγής οξυγόνου από την ατμόσφαιρα του Άρη

31-8-22   https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8636

φωτο: Όργανο MOXIE για τη δοκιμή της δυνατότητας παραγωγής οξυγόνου από την ατμόσφαιρα του Άρη

Ο «αέρας» του Άρη πέρασε από ένα φίλτρο για την απομάκρυνση των ρύπων. Ένας ηλεκτρολύτης στερεού οξειδίου (SOXE) στη συνέχεια διασπά ηλεκτροχημικά το πλούσιο σε CO2 αέριο σε ιόντα οξυγόνου και μονοξείδιο του άνθρακα.

Η συσκευή εκτοξεύτηκε επτά φορές σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και σε διαφορετικό καιρό. Κάθε φορά που το MOXIE ενεργοποιούνταν, ζεσταινόταν για αρκετές ώρες, στη συνέχεια δούλευε για 60 λεπτά, απελευθερώνοντας έξι γραμμάρια O2 - σαν ένα μικρό δέντρο (ένα άτομο στη Γη σε ηρεμία καταναλώνει περίπου 17 γραμμάρια οξυγόνου την ίδια περίοδο). Έτσι, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι η συσκευή λειτουργεί σε οποιαδήποτε κατάσταση της μεταβλητής ατμόσφαιρας του Άρη.

«Τέτοιες ή παρόμοιες συσκευές θα είναι χρήσιμες για μια αποστολή στον Άρη. Αλλά με άλλους πλανήτες είναι πιο δύσκολο. Αυτό είναι πολύ δαπανηρό. Οι συσκευές πρέπει να παραδοθούν, να αναπτυχθούν, να συντηρηθούν. Θα περάσουν πιθανώς αιώνες μέχρι να δημιουργήσουν συστήματα ικανά να παράγουν οξυγόνο για έναν ολόκληρο οικισμό», δήλωσε ο Alexander Zheleznyakov, ιστορικός κοσμοναυτικής, 

Ενέργεια: useless wind

Το οξυγόνο στον Άρη δεν χρειάζεται μόνο για την αναπνοή - χρησιμοποιείται σε υγρή μορφή σε κινητήρες πυραύλων.

Το να γεμίσετε ένα πλανητικό αεροπλάνο με καύσιμα για ένα ταξίδι μονής κατεύθυνσης δεν είναι πρόβλημα. Αλλά στην περίπτωση μιας επανδρωμένης αποστολής, υπάρχει δρόμος επιστροφής. Και εδώ προκύπτουν μια σειρά από μηχανολογικές δυσκολίες. Θα χρειαστούν περισσότερα καύσιμα, πράγμα που σημαίνει ότι το μέγεθος του πλοίου θα αυξηθεί, το οποίο, με τη σειρά του, θα αυξήσει σημαντικά την κατανάλωση καυσίμου κ.λπ.

Σύμφωνα με τους προγραμματιστές του MOXIE, μια μεγαλύτερη έκδοση της συσκευής θα μπορεί να παράγει συνεχώς οξυγόνο με ρυθμό αρκετών εκατοντάδων δέντρων. Αυτό είναι αρκετό όχι μόνο για την αναπνοή, αλλά και για τον ανεφοδιασμό ενός πυραύλου.

Μια επανδρωμένη αποστολή (και ακόμη περισσότερο μια αποικία) χρειάζεται μια πηγή ενέργειας. Η πιο εύκολη επιλογή είναι να φέρετε μαζί σας έναν συμπαγή πυρηνικό αντιδραστήρα.

(Η σύνθεση της ατμόσφαιρας του Άρη: Η ατμόσφαιρα του Άρη αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα - 95,3%, άζωτο - 2,7%, αργό - 1,6%, οξυγόνο - 0,13%, μονοξείδιο του άνθρακα - 0,08%, τα υπόλοιπα είναι μικρά συστατικά . Ταυτόχρονα, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς ποικίλλει πολύ και δεν ξεπερνά ποτέ το 0,2%.)

Αλλά αυτό είναι για μια σύντομη αποστολή. Οι ανανεώσιμες πηγές θα βοηθήσουν στον αποικισμό. Τα ρόβερ του Άρη χρησιμοποιούν ήδη ηλιακή ενέργεια. Αν και το αστέρι δίνει στον Κόκκινο Πλανήτη 43 τοις εκατό λιγότερο από τη Γη, τα μεγαλύτερα ηλιακά πάρκα θα ήταν αρκετά αποτελεσματικά, πιστεύει ο Zheleznyakov.

Αλλά οι ανεμογεννήτριες είναι άσχετες εκεί, εκτός ίσως ως εφεδρικό σύστημα. Η ατμόσφαιρα είναι πολύ αραιή.

Μέχρι στιγμής, γνωρίζουμε πολύ λίγα για τον Άρη για να κρίνουμε τις προοπτικές της γεωθερμικής ενέργειας. Υπάρχουν κάποια ενθαρρυντικά σημάδια: ανιχνεύονται εκπομπές μεθανίου στην ατμόσφαιρα και τα οχήματα στην επιφάνεια καταγράφουν δονήσεις. Αν ο πλανήτης δεν είναι νεκρός, οι άποικοι θα μπορούν να αντλούν υγρό στα έγκατα του πλανήτη, ώστε να εξατμίζεται για να γυρίζει η τουρμπίνα. Και δεν χρειάζεται να υπάρχει σπάνιο νερό - το υγρό διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο δεν αναμένεται να αποτελέσει πρόβλημα στον Άρη, είναι επίσης αρκετό.

Νερό: ούτε για να πιείτε ούτε για  να κολυμπήσετε

Η προετοιμασία για επανδρωμένες πτήσεις σε άλλους πλανήτες σχετίζεται άμεσα με την αναζήτηση νερού. Έτσι, κατά τη διάρκεια της αποστολής Artemis, οι αστροναύτες θα προσγειωθούν στην περιοχή του νότιου πόλου της σελήνης , πλούσια σε κοιτάσματα H2O. Τα αποτελέσματα της δουλειάς τους θα αποτελέσουν τη βάση του προγράμματος εξερεύνησης του Άρη.

Η επιτόπια εξόρυξη νερού είναι απαραίτητη προϋπόθεση για μακροχρόνια παραμονή ενός ατόμου στον Κόκκινο Πλανήτη. Είναι γνωστό ότι σε υγρή μορφή δεν υπάρχει. Τουλάχιστον στην επιφάνεια, γιατί εξατμίζεται γρήγορα λόγω της αραιής ατμόσφαιρας. Αλλά υπάρχει άφθονος υδάτινος πάγος, κυρίως στις πολικές περιοχές. Για παράδειγμα, ο μεγάλος κρατήρας Korolev είναι πλήρως γεμάτος με αυτό.

φωτο: Κρατήρας Κορόλεφ  (μια «λίμνη χιονιού» μήκους 82 χιλιομέτρων στην περιοχή του Αρκτικού Κύκλου του Άρη. Πήρε το όνομά του από τον σοβιετικό κατασκευαστή και σχεδιαστή πυραύλων Σεργκέι Κορόλεφ.  Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ο κρατήρας προέκυψε πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, όταν υπήρχε ακόμη νερό στον Άρη. Σήμερα είναι γεμάτο με πάγο, το πάχος του οποίου στις πιο κρύες περιόδους πλησιάζει τα δύο χιλιόμετρα.)

Οι τροχιακές ηχογραφήσεις έχουν υποδείξει ότι υπάρχει νερό και στο εσωτερικό του Άρη. Υπάρχει πολύς πάγος στα σχεδόν επιφανειακά στρώματα. Μόρια H2O βρίσκονται επίσης σε πετρώματα. Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος παρουσίασε τον Αύγουστο έναν ενημερωμένο χάρτη των ενυδατωμένων ορυκτών του Άρη.

φωτο: παγκόσμιος Χάρτης υδατικών ορυκτών του Άρη  (το νερό έπαιξε τεράστιο ρόλο στη διαμόρφωση της γεωλογίας σε όλο τον πλανήτη).

Δεν είναι ακόμη σαφές εάν θα είναι δυνατή η εξαγωγή νερού από αυτά. Είναι όμως ενδιαφέροντα και ως πιθανά οικοδομικά υλικά για οικισμούς. Είναι πιθανό να δημιουργηθεί μια αποικία σε ένα από αυτά τα σημεία.

Ελπίζεται ότι υπάρχει υγρό νερό σε υπόγειους ταμιευτήρες ή υδροφορείς. Θεωρητικά, μπορεί να ληφθεί και χημικά από την ατμόσφαιρα.

Φαγητό: γογγύλι σε ρεγόλιθο

Οι αποικιοκράτες θα χρειαστούν επίσης τροφική αυτάρκεια - όπως στην ταινία "The Martian", όπου ο κύριος χαρακτήρας καλλιεργούσε πατάτες σε ένα θερμοκήπιο. Πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα επανέλαβε αυτήν την ιστορία - και με ένα ευρύτερο φάσμα καλλιεργειών.

Οι επιστήμονες έχουν προσομοιώσει το έδαφος του Άρη - έδαφος βασάλτη.

(22-8-22  Καλλιέργεια μηδικής σε έδαφος παρόμοιο με τον Άρη και φιλτράρισμα του νερού χρησιμοποιώντας βακτήρια και αρειανό βασάλτη

https://phys.org/news/2022-08-alfalfa-martian-like-soil-filtering-bacteria.html )

Δεν περιέχει τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται τα φυτά. Αποδείχθηκε ότι τα γογγύλια, τα μαρούλια και τα ραπανάκια φυτρώνουν άσχημα κάτω από τέτοιες συνθήκες. Όμως η μηδική -χόρτο από την οικογένεια των οσπρίων- έχει ριζώσει. Μετά από αυτό, το «αρειανό» έδαφος έγινε πιο ελκυστικό και για τα λαχανικά: τα γογγύλια, τα οποία στη συνέχεια καλλιεργούνταν στην ίδια περιοχή, βελτίωσαν τις αποδόσεις κατά 311%.

Ο κήπος πρέπει να ποτίζεται. Αλλά το νερό στον πάγο του Άρη είναι πολύ αλμυρό. Το βακτήριο αφαλάτωσης Synechococcus προστέθηκε στα δείγματα απομίμησης, διηθήθηκε περνώντας μέσα από ένα σωρό από πέτρες βασάλτη. Και το πρόβλημα άρδευσης λύθηκε.

φωτο: Πώς μεγαλώνει η μηδική

Λαμβάνοντας υπόψη το χώμα που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα ως ανάλογο του Αρειανού, μπορεί κανείς να είναι πολύ υπό όρους, πιστεύει ο Zheleznyakov. Σύμφωνα με τον ίδιο, ενώ δεν καταλαβαίνουμε καλά τι είναι το αρειανό έδαφος.

«Αυτό είναι μόνο μια φαινομενική εμφάνιση που αντικατοπτρίζει την τρέχουσα κατανόησή μας. Οι σταθμοί στην επιφάνεια του πλανήτη μελετούν ανεπαρκώς το έδαφος. Χρειαζόμαστε έρευνα σε γήινα εργαστήρια, και όχι χιλιοστόγραμμα, αλλά μεγάλη ποσότητα, εξάλλου, που λαμβάνεται σε διαφορετικές κλιματικές ζώνες. Προς το παρόν, όλα είναι θεωρία», λέει.

Δείγματα Αρειανού ρεγολίθου συλλέγονται αυτή τη στιγμή από την Perseverance. Και οι επιστήμονες συνεχίζουν να θεωρητικοποιούν. Κάποιοι προτείνουν ότι στον Κόκκινο Πλανήτη, οι υπάρχουσες τεχνολογίες μπορούν ήδη να παράγουν σκυρόδεμα, μέταλλο, πλαστικό, ακόμη και στοιχεία για ηλιακούς συλλέκτες. Ακούγεται φανταστικό, αλλά η απόκτηση οξυγόνου στον Άρη κάποτε θεωρούνταν κάτι απίστευτο. Και τώρα είναι πραγματικότητα.

πηγή 9-9-22   https://ria.ru/20220909/mars-1815118263.html?

============
σχετική μας ανάρτηση

27 Αυγούστου 2022

Πώς οι επιστήμονες θα δημιουργήσουν μια ατμόσφαιρα στον Άρη

https://hellenicrevenge.blogspot.com/2022/08/blog-post_84.html