Kā astronauti iegūs skābekli uz Marsa?
Foto: NASA/Unsplash.com
Marss tiek uzskatīts par vienu no vispiemērotākajām planētām cilvēcei, bet šīs planētas atmosfēra ir daudz plānāka nekā Zemes, un 95% no tās veido elpošanai nepiemērots oglekļa dioksīds. Pirms cilvēku nosūtīšanas dzīvošanai uz tālo planētu, zinātniekiem ir jāizdomā veids, kā iegūt vitāli nepieciešamo skābekli. Aviācijas un kosmosa aģentūra NASA 2020. gada jūlija beigās nosūtīja uz Marsu visurgājēju “Perseverance”, kas ir aprīkots ar ierīci oglekļa dioksīda pārvēršanai skābeklī. Pētnieki vēl nav pārliecināti, vai šī ierīce spēs tikt galā ar savu uzdevumu, taču atbilde būs zināma jau 2021. gadā. Bet kā tieši šī ierīce darbojas?
Marsa visurgājēja “Perseverance” instrumenti
Plānots, ka “Perseverance” sasniegs Marsu 2021. gada 18. februārī. Šobrīd tas atrodas kapsulas iekšpusē blakus helikopteram “Ingenuity”. Marsa visurgājēja galvenais mērķis ir meklēt esošās vai iepriekš pastāvējušās dzīvības pazīmes uz Sarkanās planētas. Helikopters ir nepieciešams tikai tāpēc, lai saprastu, vai tas var lidot Marsa vides apstākļos. “Perseverance” 90% sastāv no Marsa visurgājēja “Curiosity” daļām. Tas ir aprīkots ar 7 dažādiem instrumentiem, 23 kamerām un vairākiem mikrofoniem.
Marsa visurgājēja Perseverance aprīkojums – Foto: NASA
Marsa visurgājējā “Perseverance” ir sekojoši instrumenti:
- Mastcam-Z – divu kameru sistēma, kas spēj noteikt arī Marsa augsnes mineraloģisko sastāvu;
- SuperCam – augsnes ķīmiskās analīzes rīks, kas no attāluma spēj noteikt organisko savienojumu klātbūtni iežos;
- PIXL – rentgens, kas nepieciešams litija, berilija, gallija un citu retu elementu meklēšanai uz Marsa;
- SHERLOC — ierīce maza mēroga attēlu uzņemšanai, kas ir svarīgi arī Marsa augsnes sastāva izpētē;
- MEDA — sensori gaisa temperatūras, vēja ātruma un virziena, relatīvā mitruma un citu vides īpatnību mērīšanai;
- RIMFAX — Sarkanās planētas zemes dzīļu izpētes rīks;
- MOXIE — eksperimentālais instruments oglekļa dioksīda pārveidošanai.
Helikopters Ingenuity – Foto: NASA
Kā varētu iegūt skābekli uz Marsa?
Šī raksta ietvaros mūs visvairāk interesē MOXIE instruments. Pēc “New Atlas” zinātniskā izdevuma datiem, pēc izmēriem šis instruments nav lielāks par mājsaimniecībā izmantojamo tosteru. Īsāk sakot, sākumā tas absorbēs Marsa atmosfēras oglekļa dioksīdu, izmantojot gaisa sūkni. Tad, iedarbojoties uz to ar elektrību, tas sadalīs to sastāvdaļās. Pētnieki sagaida, ka šī elementu sadalīšanas procesa rezultātā radīsies oglekļa monoksīds un skābeklis, kas ir vitāli svarīgi cilvēcei. Process notiks aptuveni 800 grādu temperatūrā pēc Celsija, tāpēc ierīce ir izgatavota no ugunsizturīgiem materiāliem. “Perseverance” misijas ietvaros zinātnieki vēlas uzzināt, cik ātri un cik daudz skābekļa var radīt šāda ierīce.
Saskaņā ar MOXIE sistēmu inženiera Asada Abūbeikera teikto, ierīcei vajadzētu saražot līdz 10 gramiem skābekļa stundā. Tam vajadzētu būt pietiekošam daudzumam, lai neliels suns varētu izdzīvot. Lai pārbaudītu ierīces efektivitāti, NASA komanda plāno to aktivizēt vismaz 10 reizes divu gadu laikā. Ir svarīgi to ieslēgt dažādos intervālos, jo Marsam ir arī gadalaiki un, atkarībā no tiem, ierīces veiktspēja var mainīties.
Ja NASA izgudrojums izrādīsies efektīvs, nākotnē tiks izveidota pilna izmēra ierīces versija, kas sver aptuveni tonnu. Ar tās palīdzību nākamie Marsa kolonisti varēs piesātināt savus skafandrus ar skābekli. Arī skābeklis uz Marsa ir nepieciešams, lai cilvēki varētu ražot raķešu degvielu. Ja viņiem tas izdosies, uz Sarkanās planētas būs iespējams uzbūvēt kosmodromu, un tieši no turienes tiks palaistas raķetes.
