تنفس فضانوردان در ماه و مریخ با فتوسنتز مصنوعی ممکن می‌شود

0 464

محققان برای فراهم کردن شرایط تنفس در ماه و مریخ، فتوسنتز مصنوعی را پیشنهاد می‌کنند. در همین راستا آن‌ها طی مطالعه‌ای قابلیت جایگزینی سامانه‌های تولید اکسیژن و سوخت موجود با دستگاه‌های فوتوالکتروشیمیایی را ارزیابی می‌کنند. این فرآیند شبیه به فتوسنتز در گیاهان است و آب را به عنوان ورودی می‌گیرد و شامل جداسازی برداشت نور و تولید مواد شیمیایی است. این روش نه تنها وزن و حجم سامانه را به شدت کاهش می‌دهد، بلکه از نظر کارایی نیز سود قابل توجهی را به همراه دارد.

در حالی که گیاهان برای جذب نور به کلروفیل (Chlorophyll) متکی هستند، این دستگاه فوتوالکتروشیمیایی (PEC) پیشنهادی در عوض از مواد نیمه‌رسانای پوشیده‌شده با کاتالیزورهای (Catalysis) فلزی استفاده می‌کند که از واکنش شیمیایی مورد نظر پشتیبانی می‌نماید. علاوه بر این، مطالعه مذکور چارچوبی را ایجاد می‌کند که قادر به پیش‌بینی عملکرد این دستگاه‌های PEC در ماه و مریخ است.

به گفته کاترینا برینکرت (Katharina Brinkert)، از دانشگاه وارویک (University of Warwick) انگلستان، دستگاه‌های PEC می‌توانند با فناوری‌های پشتیبانی از حیات فعلی، مانند مجموعه مولد اکسیژن ایستگاه فضایی بین‌المللی سازگار شوند. بیشتر اکسیژن موجود در این ایستگاه از طریق برق‌کافت (Electrolyse) به دست می‌آید که از الکتریسیته برای تقسیم آب به اتم‌های هیدروژن و اکسیژن استفاده می‌کند. همچنین یک سامانه جداگانه، کربن دی اکسید بازدم‌شده را به آب و متان تبدیل می‌کند.

این روش ۱.۵ کیلووات انرژی نیاز دارد که حدود یک سوم از کل انرژی مورد نیاز برای اجرای سامانه کنترل محیطی و پشتیبانی حیات در ایستگاه فضایی است. سامانه مذکور مسئولیت تامین آب‌ و هوای پاک برای خدمه و حیوانات آزمایشگاهی حاضر در این ایستگاه را به عهده دارد.

تولید اکسیژن در فضا

توانایی کار در دمای اتاق، این دستگاه‌های فتوسنتز مصنوعی را با روش‌های جایگزینی مانند تولید اکسیژن از خاک ماه که دانشمندان ناسا آن را با استفاده از دماهای بالا آزمایش کردند، متمایز می‌کند.

تولید اکسیژن در فضا
ایجاد جو مصنوعی

با این حال، همه عوامل به نفع رویکرد PEC نیست. از آن جا که سیاره مریخ نسبت به زمین از خورشید دورتر است، نور کمتری دریافت می‌کند. این در حالی است که نور، منبع اصلی برای واکنش‌های فوتوالکتروشیمیایی به شمار می‌آید. بنابراین این مطالعه بر اهمیت آینه‌های خورشیدی برای مبارزه با این کاهش شدت نور تاکید می‌کند.

فناوری‌های سبز مانند دستگاه PEC می‌توانند به ایجاد جو مصنوعی در فضا و همچنین دستیابی به اهداف اقتصادی انرژی در زمین کمک کنند. اگرچه این مطالعه دوام دستگاه‌های PEC، کارایی آن‌ها در شرایط ریزگرانش و مقیاس‌پذیری نظری آن‌ها را نشان می‌دهد، اما باید دید که در عمل چقدر کارایی دارند. تحقیقات بیشتر می‌تواند نشان دهد که فتوسنتز مصنوعی به یک چرخ دنده کلیدی در تلاش بشر برای تولید مواد شیمیایی غنی از انرژی با قابلیت ذخیره‌سازی و حمل آسان تبدیل می‌شود.

جالب توجه است که نسخه ترجمه‌نشده این مقاله به زبان انگلیسی توسط یک انسان و با کمک ابزارهای هوش مصنوعی مولد (Generative artificial intelligence) نوشته و ویرایش شده است. این نوع از هوش مصنوعی، در پاسخ به درخواست کاربر، می‌تواند به تولید متن، تصاویر یا دیگر رسانه‌ها بپردازد.

منبع isna wikipedia
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=74914
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها