مثير للإعجاب

قد توفر المذنبات مصدرًا للأكسجين لاستكشاف الفضاء العميق

قد توفر المذنبات مصدرًا للأكسجين لاستكشاف الفضاء العميق

أحد أكبر التحديات التي تواجه استكشاف الفضاء السحيق هو كيفية توفير الأكسجين لرواد الفضاء. يوجد نقص في الأكسجين (O2) في الفضاء حتى على الكواكب ذات الغلاف الجوي السميك. يعد حمل الأكسجين أحد الخيارات ، لكنه يتطلب كمية هائلة من الوقود لتحريكه وسيظل الإمداد دائمًا محدودًا.

ربما اكتشف الكيميائيون العاملون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا طريقة لإنتاج O2 في الفضاء بفضل بعض الإلهام من الخيال العلمي. يوجد الأكسجين الجزيئي في الفضاء في خصلات الغاز المتدفقة من المذنبات.

هل يمكننا صنع O2 في الفضاء؟

بينما علم العلماء بهذه الظاهرة لفترة لم يكونوا متأكدين من كيفية حدوثها. كان ذلك قبل عامين عندما قام كونستانتينوس ب. جيابيس ، أستاذ الهندسة الكيميائية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وزميله ما بعد الدكتوراه يونكسي ياو ، بالتحقيق في اللغز واقترح في النهاية عملية كيميائية جديدة تمامًا. قام جيابيس ، جنبًا إلى جنب مع توم ميلر ، أستاذ الكيمياء ، بتوسيع هذا العمل لإظهار طريقة لتوليد الأكسجين في الفضاء يمكن أن تساعد البشر على استكشاف أبعد أركان الكون.

ولكن حتى بدون تطبيقاته الرائعة ، فإن العلم مهم لأنه يقترح نوعًا جديدًا من الكيمياء مزين بالكامل من خلال دراسة المذنبات. يظهر البحث أن بعض التفاعلات الكيميائية يمكن أن تحدث من خلال توفير الطاقة الحركية بدلاً من الحرارة النموذجية.

خلق الأكسجين في تحطم السرعة العالية

تعمل هذه العملية عندما يتم إطلاق رصاصات صغيرة من الماء على الأسطح المحتوية على الأكسجين ، مثل الرمل أو الصدأ. في هذه الحالات ، يمكن لجزيء الماء أن ينزع الأكسجين لإنتاج الأكسجين الجزيئي. في المذنبات ، تحدث هذه العملية عندما تتبخر جزيئات الماء من السطح ثم تتسارع الرياح الشمسية حتى تصطدم بالمذنب بسرعة عالية.

يمكن للمذنبات أيضًا أن تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون (CO2) وأراد الباحثان معرفة ما إذا كان ثاني أكسيد الكربون هذا يمكن أيضًا أن ينتج الأكسجين الجزيئي في حالة الاصطدام بسطح المذنب. لتأكيد ما إذا كان تفاعل ثاني أكسيد الكربون مشابهًا لتفاعل الماء ، صمم جيابيس وياو تجربة لتحطيم ثاني أكسيد الكربون على سطح خامل ، في هذه الحالة رقائق الذهب. على الرغم من حقيقة أنه لا ينبغي أن ينتج الأكسجين الجزيئي ، استمر انبعاث O2 من سطح الذهب.

سيساعد النموذج في تحريك استكشاف الفضاء السحيق إلى الأمام

أثبت هذا للعلماء أن ذرتي الأكسجين تأتي من نفس جزيء ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى تقسيمه بفعالية. يقول جيابيس: "في ذلك الوقت ، اعتقدنا أنه سيكون من المستحيل الجمع بين ذرتي الأكسجين لجزيء ثاني أكسيد الكربون معًا لأن ثاني أكسيد الكربون هو جزيء خطي ، وعليك ثني الجزيء بشدة حتى يعمل". "أنت تفعل شيئًا جذريًا حقًا للجزيء." ثم لجأ الباحثان إلى توم ميلر ، أستاذ الكيمياء ، لمساعدتهما في إنشاء نموذج للظاهرة حتى يتمكنوا من فهم ما كان يحدث بالضبط بشكل أفضل.

كانت النتيجة إنشاء جهاز مشابه لمسرع الجسيمات ، يمكنه تحويل جزيئات ثاني أكسيد الكربون إلى أيونات عن طريق إعطائها شحنة ثم تسريعها باستخدام مجال كهربائي. الجهاز ليس ضروريًا لحدوث رد الفعل ولكن يمكن أن يساعد الباحثين في دراسته. إنهم يأملون أن يتم استخدام المفاعل يومًا ما لتطوير تطبيقات مثل كيفية إنتاج الأكسجين في الفضاء. على الرغم من وجود الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل ذلك الحين - فقد بدأت الخطوات الأولى لإنتاج الأكسجين المستقل.


شاهد الفيديو: If the Moon were replaced with some of our planets (شهر اكتوبر 2021).