تبدیل کربن دی اکسید به اکسیژن قابل تنفس برای سفرهای فضایی

اکنون محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) ادعا می‌کنند یک رآکتور ساخته‌اند که می‌تواند کربن دی اکسید را به اکسیژن مولکولی تبدیل کند. این رآکتور می‌تواند به ما بر روی زمین برای مقابله با تغییرات آب و هوایی و در فضا به تولید اکسیژن کمک کند.

اکسیژن یکی از بزرگترین موانع برای کاوش و اکتشاف در فضا است. زمین تنها جایی است که ما می‌دانیم مقدار کافی از این گاز حیاتی دارد. در ایستگاه بین‌المللی فضایی نیز خدمه از طریق الکترولیز تنفس می‌کنند، فرآیندی که طی آن آب به گازهای تشکیل دهنده خود یعنی هیدروژن و اکسیژن تقسیم می‌شود. یک مخزن ذخیره‌سازی تحت فشار نیز برای پشتیبان‌گیری وجود دارد.

بحث در مورد سفر به مریخ و دیگر دنیاهای شبیه به زمین زیاد است، اما با تکنولوژی امروز فعلاً امکان‌پذیر نیست.

بنابراین محققان در مطالعه جدید تصمیم گرفتند روش دیگری برای تولید اکسیژن پیدا کنند. آنها اقدام به ایجاد یک رآکتور کردند که به نظر بسیار ساده می‌رسد. این رآکتور گاز کربن دی اکسید (CO2) را می‌گیرد و سپس کربن(C) را خارج می‌کند و اکسیژن (O2) را باقی می‌گذارد.

تیم تحقیقاتی متوجه شد که اگر کربن دی اکسید را به یک سطح ساکن مثل فویل طلا شلیک کند، این مولکول به مولکول اکسیژن و اتم کربن تجزیه می‌شود.

محققان می‌گویند رآکتور به شکل شبیه با شتاب دهنده ذرات کار می‌کند. مولکول‌های CO2 ابتدا یونیزه شده و سپس با استفاده از میدان الکتریکی شتاب می‌گیرند سپس به سطح طلایی برخورد می‌کنند.

این رآکتور در شکل فعلی عملکرد پایینی دارد و از هر ۱۰۰ مولکول CO2 تنها یک یا دو مولکول اکسیژن استخراج می‌کند، اما عملکرد آن در آینده بهبود خواهد یافت.

محققان می‌گویند این واکنش در طبیعت نیز رخ می‌دهد. این پروژه در ابتدا به عنوان یک تلاش برای توضیح کشف غیرمنتظره اکسیژن مولکولی در دنباله‌دارها آغاز شد. پس از آنکه فضاپیمای "روزتا"(Rosetta) خروج گاز از دنباله‌دار 67P را کشف کرد در ابتدا تصور می‌شد که اکسیژن میلیاردها سال از ما فاصله دارد.

اما در سال ۲۰۱۷ تیم محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) توضیح دیگری را ارائه داد که اکسیژن توسط ترکیبات دیگر ایجاد شده است که در سرعت زیاد با دنباله‌دار برخورد کرده‌اند. پس از خارج شدن مولکول آب یا کربن دی اکسید از دنباله‌دار، باد خورشیدی می‌تواند سرعت آنها را زیاد کند و آنها را دوباره با دنباله‌دار اصابت دهد که این کار به نوبه خود می‌تواند اکسیژن مولکولی ایجاد کند و به عنوان یک الهام بخش برای رآکتور ابداعی استفاده شد.

در آینده از این رآکتور به طور بالقوه برای تولید اکسیژن برای فضانوردان در سفر به ماه، مریخ یا فراتر از آن استفاده خواهد شد و در اینجا بر روی زمین نیز می‌تواند برای از پاک کردن جو از کربن دی اکسید و تبدیل آن به اکسیژن و همچنین کمک به مقابله با تغییرات اقلیمی مفید باشد.

محققان می‌گویند این دستگاه نهایی نیست و هنوز دستگاهی نیست که بتواند اکسیژن مورد نیاز انسان را مثلاً در یک سفر مریخی تأمین کند اما دستگاهی است که می‌تواند در آینده کارهای خارق العاده انجام دهد.

محققان می‌گویند ما با این رآکتور کارهای دیوانه کننده‌ای انجام خواهیم داد.

این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شده است.