هل أصبحت الرحلات الطويلة إلى القمر والمريخ واقعا؟ جهاز جديد يوفر الطاقة والأكسجين في الفضاء
تاريخ النشر: 25th, June 2023 GMT
في خطوة جديدة لدعم الحياة على القمر والمريخ، يعمل الباحثون في التكنولوجيا المستدامة على حصاد الطاقة الشمسية في الفضاء، والاستفادة منها في عدة أغراض، أبرزها السفر في رحلات طويلة إلى خارج كوكب الأرض، كالانتقال إلى كوكب المريخ الذي يستغرق نحو عامين عادة، وسط صعوبات تتعلق بإرسال إمدادات الوقود والأكسجين من الأرض.
وفي هذا الاتجاه، قام باحثون من جامعة "ووريك" (University of Warwick) في إنجلترا بتطوير تقنية جديدة يمكنها إنتاج الطاقة الخضراء المتجددة من خارج الغلاف الجوي للأرض تعمل على امتصاص ضوء الشمس على القمر والمريخ.
وتعد التقنية الجديدة جمعًا لمختلف آليات التمثيل الضوئي الاصطناعية، ومن المتوقع أن تعمل على تمكين العلماء من استكشاف النظام الشمسي كونها تساعد رواد الفضاء على التنفس على سطح المريخ، إضافة إلى قدرتها على إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون والحفاظ على الطاقة المستدامة في استكشاف الفضاء.
ووفقا لموقع "ذا كونفرسيشن" (The Conversation)، فإن عملية التمثيل الضوئي كانت من بدايات أشكال الحياة على كوكب الأرض، إذ يرجع عمرها إلى أكثر من 2.3 مليار سنة، وبواسطتها تتمكن النباتات من جمع ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون وتحويلها إلى أكسجين وطاقة على شكل سكريات.
أما التمثيل الضوئي الاصطناعي، فهي عملية تحاكي عملية التمثيل الضوئي الطبيعية، يتم فيها التقاط وتخزين الطاقة من ضوء الشمس في الروابط الكيميائية للوقود الشمسي، إلى جانب تقسيم الماء المحفز ضوئيا إلى هيدروجين وأكسجين، ويعمل التمثيل الضوئي الاصطناعي على تقليل ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الضوء.
ووفقا للدراسة التي نشرتها دورية "نيتشر كوميونيكيشنز" (Nature Communications)، فإن التطورات الحديثة في أجهزة التمثيل الضوئي الاصطناعي قد تكون مفتاحا للبقاء والازدهار بعيدا عن الأرض، ومن هذه التطورات ما قام به العلماء في جامعة ووريك من تطوير تقنيتهم التي تعتمد على أشباه الموصلات لامتصاص ضوء الشمس على القمر والمريخ.
وحسب البيان الصحفي الصادر من جامعة ووريك، فإن التقنية المستخدمة تطوير لأجهزة التمثيل الضوئي الاصطناعي، إذ تم جمعها في جهاز واحد أثقل وزنا لكنه أكثر كفاءة، وتعمل عند درجة حرارة الغرفة، كما تقوم كل يوم بالمعالجة الكيميائية لتوليد الطاقة، وذلك لمساعدة صناعة الفضاء على أن تصبح أكثر استدامة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن الجهاز المقترح يستخدم مواد شبه موصلة مغلفة بمحفزات معدنية بديلة للكلوروفيل في دعم التفاعل الكيميائي المطلوب لامتصاص الضوء، وتخضع التقنية لنفس العمليات التي تحافظ على النباتات حية على الأرض، فهي تحول الماء إلى أكسجين باستخدام ضوء الشمس فقط في أثناء إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون.
أيضا تتمتع هذه الأنظمة المتكاملة للتمثيل الضوئي الاصطناعي بميزة الاستخدام المباشر للطاقة الشمسية ويمكن أن توفر الوزن على الرحلات الفضائية الطويلة المدى مقارنة بالأنظمة التقليدية المستخدمة حاليا في محطة الفضاء الدولية، وهو ما يجعل السفر إلى الفضاء أكثر كفاءة.
وحسب ما ورد في بيان جامعة ووريك، فإن هناك حاجة ماسة إلى مصادر طاقة فعالة وموثوقة في الفضاء لتمكين استكشاف نظامنا الشمسي، متوقعا أن يتم تثبيت هذه التقنية على القمر والمريخ لحصاد الطاقة الخضراء للمساعدة في تشغيل الصواريخ واستكمال أنظمة دعم الحياة لإنتاج الأكسجين والمواد الكيميائية الأخرى، بالإضافة إلى إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون.
ويضيف البيان إن الرؤى المكتسبة في هذه الدراسة فيما يتعلق بتحسين كفاءات الأجهزة تغذي أيضًا تحسينها للتطبيقات على الأرض وتوفر أيضًا رؤى حول أداء الخلايا الشمسية التقليدية في الفضاء.
وختمت كاتارينا برينكرت أستاذة الكيمياء المساعدة بجامعة ووريك -في تصريحها الذي تضمنه البيان- بأن "استكشاف الإنسان للفضاء يواجه التحديات نفسها التي يواجهها انتقال الطاقة الخضراء على الأرض، فكلاهما يتطلب مصادر طاقة مستدامة، مع توفر ضوء الشمس بكثرة في الفضاء، إذ أظهرنا كيف يمكن استخدام هذا المصدر لحصد الطاقة -مثل النباتات الموجودة على الأرض- لأنظمة دعم الحياة للسفر في الفضاء على المدى الطويل، إذ يمكن أن توفر هذه التقنية إنتاجا وفيرا من الأكسجين وإعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون على كل من القمر والمريخ".
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
أصوات من خارج الأرض تقتحم الانتخابات الأمريكية.. كيف وصلت؟
أدلى رواد الفضاء الأمريكيون الموجودون على متن محطة الفضاء الدولية بأصواتهم في الانتخابات الرئاسية الأمريكية من على بعد مئات الأميال فوق سطح الأرض.
وهناك أربعة رواد فضاء أمريكيين على متن محطة الفضاء الدولية وهم كل من، دون بيتيت، نيك هاغ، بوتش ويلمور، وسونيتا ويليامز.
It’s important to exercise your right to vote – even in space!
In our latest episode of "Houston We Have a Podcast," we explain how @NASA_Astronauts vote from the @Space_Station: https://t.co/zYPty9Rrkh pic.twitter.com/UDSUOYyN5c — NASA (@NASA) November 5, 2024
وعندما انطلق كلا من بوتش ويلمور وسونيتا ويليامز إلى المحطة مطلع شهر حزيران/ يونيو الماضي، كان يفترض أن يعودا بعد أيام، إلا أن تطورات غير متوقعة أجبرتهما على البقاء في الفضاء لفترة أطول.
ويطلب الرواد الذين يعلمون مسبقا أنهم سيكونون في محطة الفضاء الدولية في يوم الانتخابات، استمارات تعرف بـ "البطاقة البريدية الفيدرالية"، لتمكنهم من إرسال أصواتهم عبر البريد أو التصويت المبكر بالتنسيق مع مكتب المقاطعة التابعين له.
ويدلي رواد الفضاء بأصواتهم من خلال الطريقة نفسها التي يتم بها نقل البيانات بين محطة الفضاء الدولية ومركز التحكم في المهمات الفضائية التابع لناسا في مركز جونسون للفضاء، الواقع في هيوستن بولاية تكساس.
بعد أن يملأ رائد الفضاء ورقة اقتراع إلكترونية، تنتقل الوثيقة من "نظام الأقمار الصناعية للتتبع ونقل البيانات" التابع للوكالة، إلى مركز تابع لوكالة ناسا في لاس كروسيس، بولاية نيو مكسيكو، وفقا لوسائل إعلام.
وتنقل وكالة ناسا "البطاقة البريدية الفيدرالية" إلى مركز التحكم، ثم إلى كاتب المقاطعة المسؤول عن الإدلاء بالصوت، ويتم تشفير بطاقات الاقتراع ولا يمكن الوصول إليها إلا من قبل رائد الفضاء والكاتب.
يذكر أن هذه ليست المرة الأولى التي يشارك فيها رواد الفضاء في الانتخابات الرئاسية الأمريكية من الفضاء، إذ أقر تشريع في سنة 1997 يسمح لرواد الفضاء التابعين لوكالة ناسا بالمشاركة في الانتخابات من مدارهم.
ويُعد رائد الفضاء الأمريكي ديفيد وولف هو أول شخص يصوت من الفضاء، وذلك خلال تواجده على متن محطة الفضاء الروسية "مير" عام 1997.
ويبلغ عدد من يحق لهم التصويت 230 مليون ناخب، ولكن نحو 160 مليونا منهم فقط مسجلون، ومع ذلك تسمح نصف الولايات الـ50 تقريبا في الولايات المتحدة بالتسجيل في يوم الانتخابات، في حين يستطيع المواطنون التصويت دون تسجيل في ولاية داكوتا الشمالية. كما صوت أكثر من 80 مليون شخص بالفعل عبر البريد أو بالتصويت الحضوري المبكر.
وإضافة للانتخابات الرئاسية، يصوت الناخبون أيضا لاختيار 34 عضوا بمجلس الشيوخ الأمريكي (من أصل 100) وجميع أعضاء مجلس النواب الأمريكي البالغ عددهم 435 عضوا. وبالإضافة إلى ذلك، ستجرى انتخابات حاكم الولاية في 11 ولاية ومنطقتين.
وباشر ملايين الأمريكيين بعدد من ولايات الساحل الشرقي للولايات المتحدة، الثلاثاء، الإدلاء بأصواتهم عقب فتح مراكز الاقتراع لاختيار رئيس للبلاد، وسط احتدام المنافسة بين المرشحين الديمقراطية كامالا هاريس، والجمهوري دونالد ترامب.
كاف يخطر الزمالك بموعد مباراة بلاك بولز بطل موزمبيق