طرح جدید تامین آب در سفر‌های فضایی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، یکی از رایج‌ترین چالش‌هایی که هنگام شروع سفر‌های اکتشافات فضایی مطرح می‌شود، چگونگی تامین منابع لازم برای حیات است.

این منابع عمدتا آب و اکسیژن هستند، اکسیژن را می‌توان به روش‌های مختلف تامین کرد و بدین ترتیب نگرانی باقی مانده ، تنها تامین آب است.

آب که معمولا در علوم فضایی به عنوان یک عنصر «فرّار» شناخته می‌شود، همان چیزی است که است که سبب می‌شود تا دانشمندان طرح‌های فضایی خود را بر مبنای تلاش برای کشف آن پایه‌ریزی کنند ، یکی از این طرح‌ها، استخراج آب از کره ماه با تاباندن مستقیم خورشید به آن است.

این طرح در گزارشی تحت عنوان «استخراج حرارتی یخ‌ها از اجسام سرد منظومه شمسی» با ایده «جورج ساورز» کارشناس منابع فضایی و مهندس مکانیک دانشگاه کلرادو منتشر شد.

در این طرح به سادگی بیان شده است  اگر بتوانیم نور خورشید را به کمک یک آینه غول پیکر یا فناوری مشابه دیگری به یک ناحیه از ماه بتابانیم، می‌توانیم از آن بهره زیادی ببریم.

اگر این ناحیه حاوی یخ باشد، در اثر گرم شدن تبدیل به بخار آب می‌شود. در مرحله بعد باید از یک تله سرد یا مکانیزم مشابه جذب استفاده کرد تا آب موجود در آن را برداشت کرد و در فعالیت‌های فضایی استفاده کرد . 

این ایده یک طرح ساده برای استخراج آب است و تنها از سه جزء  اصلی تشکیل شده است. اول یک آینه بزرگ که به «هلیواستات» معروف است، دوم یک چادر غول پیکر از جنس خاص که بخار آب تبخیر شده را جمع‌آوری می‌کند و سوم یک سامانه تله سرد است که وظیفه جذب آب را به عهده دارد.

جالب است بدانید که هیچکدام از این اجزا نیاز به تکنولوژی عجیب و خارق‌العاده‌ای ندارند، اما آنچه آن را برای ما چالشی می‌کند، این است که چنین سامانه ای پیش از این هیچگاه مورد استفاده قرار نگرفته است.

در این مطالعه، تیم تحقیقاتی ابتدا نگاهی به گزینه‌های روی میز برای انتخاب محلی افتادند که مناسب انجام این کار است. سیارک‌های «۲۴ Themis» و «۶۵ Cybele» در ابتدا جز گزینه‌ها بودند، اما دانشمندان دریافتند بهترین گزینه برای شروع ، کره ماه است.

مزیت ماه نسبت به سایر گزینه‌های مطرح ، فقدان جوی است که می‌تواند بر اثربخشی انرژی منتقل شده از خورشید به محل را کاهش دهد. ماه همچنین در فاصله کمتری تا زمین نسبت به سیارک‌های مذکور قرار دارد.

مرحله دوم تلاش دانشمندان برای ایجاد معماری مناسب جهت استفاده از نواحی خاصی از ماه بود که مناطق سایه‌دار دائمی هستند و تخمین زده می‌شود ۶۰۰ میلیارد کیلوگرم آب در آن وجود دارد. آن‌ها برای اطمینان از روش کار، این آزمایش را ابتدا در سطح زمین انجام دادند.

دانشمندان با کمک یک شبیه‌ساز سنگ‌های اقماری، سنگ‌های مخصوص و تکه‌های یخ تولید کردند و سپس این سنگ‌ها  با غلظت‌های مختلف را در یک محفظه خلا قرار دادند که توسط نیتروژن مایع خنک می‌شد. در مرحله بعد از یک منبع گرما مانند لامپ استفاده کردند که درحقیقت تابش نور خورشید را تقلید می‌کرد.

آنها موفق شدند با کمک شبیه‌سازی شرایط آزمایش و برپایی معماری مورد نیاز این سامانه ، مقدار استخراج آب را افزایش دهند. 

تیم تحقیقاتی تخمین می‌زند کل هزینه‌های توسعه برای عملیات استخراج حرارتی در حدود ۸۰۰ میلیون دلار خواهد بود که ۶۱۳ میلیون دلار آن صرف تجهیزات خواهد شد. هزینه سالانه تعمیر و نگهداری این سامانه نیز در حدود ۸۰ میلیون دلار در سال است.

در حال حاضر، پس از آنکه این برنامه از مرحله آزمایشی با موفقیت عبور کرد، وارد مرحله برنامه‌ریزی در ابعاد بزرگتر شده است و دانشمندان با ثبت ایده خود، منتظر دریافت مجوز برای انجام آن در مقیاس‌های بزرگتر هستند تا در مراحل بعدی آن را وارد فاز اجرایی کنند.