أحدث الأخبار مع #تحويل ثاني أكسيد الكربون
رائج
٢٤-٠٧-٢٠٢٥
- علوم
- رائج
علماء يبتكرون تقنية لاستخراج الماء من تربة القمر وتحويله إلى وقود وأكسجين
في إنجاز علمي قد يُحدث تحولًا في مستقبل استكشاف الفضاء، نجح فريق من الباحثين في جامعة هونغ كونغ الصينية بمدينة شنتشن في تطوير تقنية متقدمة لاستخراج الماء من تربة القمر، واستخدامه لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ووقود، ما يُعزز فرص بقاء البشر على سطح القمر دون الاعتماد الكامل على الموارد الأرضية. حياة ممكنة على سطح القمر وقاد الفريق البروفيسور لو وانغ، الذي وصف الاكتشاف بأنه "سحر لم يكن متوقعًا"، مشيرًا إلى أن التقنية الجديدة تدمج في خطوة واحدة عمليتي استخراج الماء وتحفيز ثاني أكسيد الكربون باستخدام الطاقة الشمسية. اقرأ أيضاً: هل يقل طول اليوم عن 24 ساعة؟: تسارع دوران الأرض يربك العلماء وتعتمد هذه الاستراتيجية على تحويل ضوء الشمس إلى حرارة تُستخدم داخل مفاعل خاص مملوء بغاز ثاني أكسيد الكربون، ما يُنتج غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، وهما عنصران يمكن تحويلهما لاحقًا إلى وقود وأكسجين. عينات حقيقية ومحاكاة دقيقة استند الباحثون في تجاربهم إلى عينات تربة قمرية جُمعت خلال مهمة "تشانغ آه-5"، إلى جانب عينات محاكاة مخبرية. كما استخدموا معدن الإلمنيت، المعروف بقدرته على تخزين الماء، لتحفيز التفاعل الحراري الضوئي وتحليل فاعليته. وتشير التقديرات إلى أن طنًا واحدًا من تربة القمر يمكن أن يُنتج ما بين 51 إلى 76 كيلوغرامًا من الماء، أي ما يعادل استهلاك 50 شخصًا من مياه الشرب يوميًا. تحديات بيئية وتقنية ورغم النتائج الواعدة، تواجه التقنية تحديات كبيرة في بيئة القمر القاسية، أبرزها التقلبات الحادة في درجات الحرارة، الإشعاع الشديد، وانخفاض الجاذبية. كما أن تربة القمر غير موحدة التركيب، ما يؤثر على كفاءة التفاعلات الكيميائية. ويُضاف إلى ذلك محدودية ثاني أكسيد الكربون الناتج عن زفير رواد الفضاء، ما قد يُقيّد قدرة النظام على تلبية جميع احتياجاتهم الحيوية. نحو اكتفاء ذاتي فضائي ويرى الباحثون أن هذا الابتكار يُمهّد الطريق نحو بناء بنية تحتية مستدامة على سطح القمر، ويُقلّل من التكاليف اللوجستية المرتبطة بنقل الموارد من الأرض. ومع استمرار التجارب والتطوير، قد تُشكّل هذه التقنية أساسًا لمستعمرات بشرية مستقبلية على القمر، وربما على كواكب أخرى. اقرأ أيضاً: أشهر رواد الفضاء الذين ساروا على سطح القمر بالصور
الجزيرة
٢١-٠٧-٢٠٢٥
- علوم
- الجزيرة
الصين تبتكر تقنية ثورية تمهد لحياة البشر على سطح القمر
في خطوة قد تعيد رسم مستقبل الاستكشاف البشري في الفضاء، نجح باحثون صينيون في تطوير تقنية جديدة تمكن من استخراج الماء من تربة القمر واستخدامه لتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين ووقود، مما يفتح الباب أمام إمكانية إقامة قواعد مأهولة على سطح القمر دون الحاجة إلى نقل الموارد الحيوية من الأرض. الدراسة التي نشرت في 16 يوليو بمجلة "جول" التابعة لمجلات "سيل"، أوضحت أن هذا الإنجاز العلمي الجديد يمهد الطريق لاستكشاف أعمق في الفضاء عبر توفير حل عملي وفعال لتأمين احتياجات الإنسان الأساسية، وخاصة الماء والهواء والوقود، دون تحمل تكاليف النقل الباهظة. دمج ذكي لتقنيات متعددة بحسب الدراسة، فإن تكلفة إرسال جالون واحد من الماء إلى القمر تقدر بنحو 83 ألف دولار، في حين يحتاج كل رائد فضاء إلى نحو أربعة جالونات يوميا للبقاء على قيد الحياة. هذه الأرقام تعكس التحديات الهائلة التي كانت تواجه حتى الآن أي مشروع طويل الأمد لإنشاء مستعمرة بشرية خارج الأرض، وفقا للمؤلف الرئيسي للدراسة "لو وانغ"، أستاذ علوم المواد المساعد في جامعة هونغ كونغ الصينية بمدينة شينزن. اعتمدت التقنية الجديدة على مزيج فريد من العمليات الكيميائية والحرارية، حيث نجح الفريق البحثي في الجمع بين استخراج الماء من التربة القمرية وتحويله مباشرة إلى غازات مفيدة باستخدام الطاقة الشمسية المركزة. "لم نتخيل يوما الإمكانات "السحرية" التي تخبئها تربة القمر" كما قال وانغ، ويضيف في تصريحات لـ"الجزيرة.نت": "أكثر ما فاجأنا هو النجاح الفعلي لهذا النهج المتكامل. لقد تمكنا من دمج عمليتي الاستخراج والتحويل في خطوة واحدة، مما عزز كفاءة استخدام الطاقة وقلل من التكاليف والتعقيدات المرتبطة بتطوير البنية التحتية". استعان الباحثون بعينات حقيقية من تربة القمر جُمعت خلال مهمة "تشانغ إي-5″، إضافة إلى عينات محاكية في المختبر. وقد تم تركيز أشعة الشمس باستخدام نظام بصري لإحداث تفاعل حراري يؤدي إلى تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين، وهما غازان يمكن استخدامهما لاحقا لإنتاج الوقود أو الأكسجين. من المكونات الأساسية التي اعتمدت عليها هذه التجربة كان معدن "الإلمنيت"، وهو معدن ثقيل داكن اللون يحتوي على كميات من الماء، ويعتقد أنه أحد المصادر المهمة للمياه في تربة القمر. تحديات تقنية وبيئية باقية رغم النجاح المخبري الكبير، لا تزال البيئة القمرية عائقا أمام تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع، وفقا للباحث الذي يوضح أن سطح القمر يعاني من تقلبات حادة في درجات الحرارة، إلى جانب مستويات عالية من الإشعاع، وانخفاض شديد في الجاذبية، وهي عوامل قد تؤثر سلبا على كفاءة التكنولوجيا الجديدة. ويلفت المؤلف الرئيسي للدراسة إلى أن التربة القمرية، ليست متجانسة، بل تختلف تركيبتها ومحتواها من موقع إلى آخر، مما يجعل من الصعب الاعتماد على خصائص ثابتة في عملية الاستخراج. ويضاف إلى ذلك أن كميات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تنفس رواد الفضاء قد لا تكون كافية لتغطية كامل احتياجاتهم من الأكسجين والوقود. ورغم هذه العقبات، يؤمن الباحثون بأن ما تحقق يمثل خطوة فارقة. يقول وانغ: "التغلب على هذه التحديات التقنية، والتكاليف العالية المرتبطة بالتطوير والتشغيل، سيكون أمرا حاسما لتحقيق الاستفادة المستدامة من موارد القمر، ودفع حدود استكشاف الفضاء إلى آفاق أبعد". في الوقت نفسه، يشير الباحثون إلى أن هذه التقنية لا تمثل فقط حلا لتأمين الحياة على القمر، بل يمكن تكييفها لاحقا لاستخدامها في بيئات فضائية أخرى، مثل المريخ، حيث الموارد شحيحة والتحديات البيئية أكثر قسوة.
