فناوری پلاسما؛ کلید تأمین اکسیژن مورد نیاز در مریخ

اتمسفر مریخ، که شامل ۹۶ درصد کربن دی‌اکسید می‌باشد، شرایطی ایده‌آل برای به کارگیری فناوری پلاسما و تولید اکسیژن از CO_۲ به روش غیرحرارتی دارد. این یافته، ماحصل مطالعه‌ای می‌باشد که در ژورنال Plasma Source Sciences منتشر شده است.

مریخ دارای منابع سرشاری است که می‌تواند کفاف سکونت انسان برای مدت زمانی طولانی را بدهد. به خصوص این که پیدا کردن راهکاری برای تولید اکسیژن در مریخ، می‌تواند معضل تولید سوخت برای بازگشت دوباره به زمین را حل کند. به علاوه، چنین راهکاری می‌تواند به تأسیس پایگاه‌های ذخیره‌سازی اکسیژن در مریخ نیز کمک کند.

کربن دی‌اکسید با سهمی بالغ بر ۹۵/۹ درصد، قسمت اعظم اتمسفر این سیاره را تشکیل می‌دهد. پس از آن، دو گاز آرگون و نیتروژن هر دو با سهم برابر ۱/۹ درصد در تکمیل‌سازی جو مریخ شرکت می‌کنند. درصد ناچیز باقی‌مانده نیز شامل چندین گاز کم‌اهمیت‌تر دیگر می‌باشد. کربن دی‌اکسید می‌تواند به اکسیژن و کربن مونواکسید تبدیل شود.

ارسال فضاپیما به مریخ با سرنشینان واقعی، قدم بعدی انسان در ماموریت‌های فضایی است. با این حال، طراحی و پیاده‌سازی محیطی مناسب برای تنفس این فضانوردان، چالشی بسیار بزرگ است.

مقالۀ مرتبط: نمای مریخ از دید ایلان ماسک؛ آرزوهای بزرگ!

تبدیل پلاسمایی کربن دی‌اکسید [به گازهای دیگر] از جمله شاخه‌های تحقیقاتی در حال گسترش است؛ که به منظور حل معضلاتی نظیر تغییرات آب‌وهوایی زمین و تولید سوخت خورشیدی، با سرعت بیش‌تری در حال رشد می‌باشد.

پلاسمای کم‌حرارت محیطی عالی برای تجزیۀ کربن دی‌اکسید از طریق تبدیل انرژی الکترون به برانگیختی ارتعاشی است. از طرفی، مریخ نیز شرایطی ایده‌آل برای In-Situ Resource Utilization دارد. ISRU در فضانوردی به مفهوم “جمع‌آوری، پردازش، ذخیره‌سازی و استفاده از مواد شناسایی شده در طی مأموریت فضایی” است. به زبان ساده‌تر، ISRU یعنی بهره‌برداری از منابع محلی سیاره‌ای دیگر – به جای انتقال منابع از زمین به آن سیاره – در همان سیاره است.

غلظت بالای کربن دی‌اکسید در اتمسفر مریخ، به همراه درجه حرارت پایین سطح این سیاره – در حدود منفی ۶۳ درجۀ سلسیوس – محیطی مناسب برای به کارگیری فناوری پلاسما محسوب می‌شود. این دمای پایین، با کندتر نمودن سیر واکنش، زمان کافی برای جدایی مولکول‌ها فراهم می‌کند.

تبدیل پلاسمایی کربن دی‌اکسید به اکسیژن (و سایر محصولات جانبی) مصداق بارز ISRU می‌باشد، که در صورت تحقق، می‌تواند پروژه سفر به مریخ را چند قدم جلوتر براند.