.

بعد الهبوط بنجاح على سطح المريخ، سيكون هناك حاجة إلى الهواء والماء والطعام ومصدر للطاقة للبقاء على قيد الحياة. يمكن الاعتماد على المؤنة المنقولة من الأرض، على المدى القصير، أو تلك التي ترسل برحلات تجهيز هذه المواد. مع ذلك، وفي آخر المطاف، يجب القيام بإنتاج هذه الأشياء محليا علي سطح المريخ.

.

إنتاج الأكسجين من تفكيك المياه

إنتاج الأكسجين بواسطة عملية التحليل الكهربائي، حيث يستخدم التيار الذي يتم التقاطه من الألواح الشمسية ، لتقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين .

.

تدوير الزفير لإنتاج أكسجين قابل للتنفس في المحطة الفضائية

من المتوقع أن تتم المهمات الفضائية المستقبلية على الأكسجين المعاد تدويره عبر نظام جديد لدعم حياة الرواد هناك، يمكنه إعادة تدوير هواء الزفير ، حيث قامت وكالة الفضاء الأوروبية ببناء نظام متطور يسمي نظام التحكم المتطور ذي الحلقة المغلقة “ACLS” ، يعد بخفض كمية المياه التي يحتاجها الرواد في الفضاء من أجل إنتاج كمية الأكسجين الكافية خلال فترة أدائهم لمهماتهم .

.

فمع مرور الهواء عبر النظام يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون في حبات صغيرة مصنوعة من الأمين، وهو مركب عضوي مشابه للأمونيا ، ثم تتفاعل الحبات مع ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين لاستخراج الماء والميثان، كما ينقسم الماء إلى هيدروجين، و أكسجين وهو الأهم لرواد الفضاء لتنفسه.

 

بكتيريا معدلة تنتج أكسجينا قابلا للتنفس على سطح المريخ

يمكن تحويل الأملاح الموجودة في تربة المريخ إلى هواء للتنفس بفضل البكتيريا التي تم إنشاؤها في المختبر من قبل مجموعة من الطلاب ، ويمكن للكائنات المعدلة وراثيا تحويل البيركلورات، وهو مركب كيميائي يغطي أكثر من 1% من المريخ، إلى أكسجين .

وقام الطلاب بذلك عن طريق وضع محلول يحتوي على الملح في مفاعل حيوي من البكتيريا المعدلة وراثيا، ثم تم تفكيك المركب إلى لبنات البناء، الكلوريد والأكسجين، حيث حصل الفريق على هذا المكون الأخير .

.

وعلى الرغم من أن أملاح البيركلورات تسمم البشر، إلا أن فريق البحث تمكن من تحويل هذا الحمض إلى كلوريد وأكسجين للتنفس .

 

البكتيريا الزرقاء لإنتاج الأكسجين

قبل أن نفكر في إنشاء مستعمرات مريخية معتدلة الحرارة أو زراعة الطعام أو حفر الأنفاق، علينا أن نجد طريقة للتنفس في المريخ، لأن جميع خططنا لاستعمار المريخ تعتمد على ذلك .

.

قد تمثل البكتيريا الزرقاء مصدًرا ثابتًا للأكسجين على سطح المريخ. إذ تمتص ثاني أكسيد الكربون وتنتج الأكسجين في أكثر البيئات جدبًا على الأرض. ونشر فريقٌ من الباحثين يوم الجمعة الماضي دراسةً جديدة في دورية ساينس تربط بين هذه الكائنات الدقيقة واحتمال بدء حياة البشر على المريخ .

.

هل تتذكر التمثيل الضوئي؟

إنه العملية التي تستخدمها النباتات وكائنات أخرى كي تحول ضوء الشمس إلى طاقة. تستخدم البكتيريا الزرقاء أيضًا عملية التمثيل الضوئي كي تنتج الطاقة، لكنها تفعل ذلك تحت شدة لضوء الشمس أقل بكثير مما تحتاجه الطماطم للنمو. ووجد العلماء أن البكتيريا الزرقاء تستطيع الحياة حتى في أكثر أجزاء المحيطات عمقًا .

.

ويعد الكلوروفيل عنصرًا أساسيًا في عملية التمثيل الضوئي. إذ تحول أغلب النباتات والكائنات الأخرى الضوء المرئي إلى طاقة باستخدام الكلوروفيل-إيه. ووجد الباحثون أن البكتيريا الزرقاء تستخدم نوعًا خاصًا من الكلوروفيل، يسمى الكلوروفيل-إف، كي تحول الأشعة الحمراء والأشعة تحت الحمراء إلى طاقة. ويفسر ذلك قدرتها على الحياة في هذه البيئات التي تصل إليها مقادير ضئيلة من الضوء .

.

وقالت جينيفر مورتون، المؤلفة المساعدة في الدراسة، في بيانٍ صحافي «تعيد هذه الدراسة دراسة أقل قدر من الطاقة الضوئية اللازمة لاستمرار عملية التمثيل الضوئي. وقد يحدث ذلك في حديقتك تحت إحدى الصخور».

 

وتشير نتائج الدراسة إلى أنه يمكننا إرسال البكتيريا الزرقاء إلى المريخ كي تنتج الأكسجين في المستعمرات المستقبلية. ووجد الباحثون أن هذه البكتيريا تعيش في صحراء موهافي والقارة القطبية الجنوبية وحتى خارج محطة الفضاء الدولية، ولذا يبدو أنها قادرة على تحمل الظروف القاسية على المريخ .

 

وقال إلمارس كروسز، المؤلف المساعد في الدراسة، في البيان الصحافي «قد يبدو ذلك مثل الخيال العلمي، لكن وكالات الفضاء والشركات الخاصة حول العالم تحاول تنفيذ هذه الفكرة. إذ يمكن نظريًا استخدام هذه الكائنات في تنفيذ عملية البناء الضوئي من أجل إنتاج الهواء الذي يحتاجه البشر للتنفس على المريخ».

 

لدينا الآن وسيلةٌ جيدة لإنتاج الأكسجين خارج الأرض، لذا يمكننا البدء في تخيل مساكننا المريخية التي نحلم بها. وعلى الرغم من أنك لن تستطيع الحياة عليه خلال العقدين المقبلين، لكن ربما وجدنا وسيلة ستمكن البشر يومًا من التنفس على سطحه.

 

تطوير نظام لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات عضوية تدعم الاستيطان على المريخ

 

يوم 06 إبريل 2020 م – طور كيميائيون من جامعة كاليفورنيا University of California الأمريكية في بيركلي Berkeley و مختبر لورانس بيركلي الوطني Lawrence Berkeley National Laboratory (مختبر بيركلي Berkeley Lab) ، نظامًا بيولوجيًا هجينًا مكونًا من البكتيريا والأسلاك النانوية، مهمته التقاط الطاقة من ضوء الشمس ونقلها إلى البكتيريا بهدف تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جزيئات عضوية وأكسجين.

 

وقد تشكل هذه الطاقة الحيوية الهجينة، فرصة لتنظيف كوكبنا من غاز ثاني أكسيد الكربون، مع إمكانية تزويد مستوطني المريخ الأوائل بمواد خام لتصنيع مركَّبات عضوية؛ منها الوقود والأدوية، بكفاءةٍ أعلى من كفاءة التمثيل الضوئي لمعظم النباتات.

 

ويبقى استيطان المريخ حلمًا يراود البشر منذ زمن بعيد، وأبرز عقبات تطبيقه؛ ارتفاع تكاليف شحن المواد إلى الكوكب الأحمر، ما يحتم ابتكار طرائق لإنتاج المكونات العضوية على سطح الكوكب الأحمر.

 

وعلى مدى ثمانية أعوام، أجرى الفريق البحثي تجارب لإنتاج النظام الهجين بهدف التقاط أشعة الشمس وتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى لبناتٍ أولية من الجزيئات العضوية، وعملت الألياف النانوية هنا كمكوناتٍ إلكترونية وحساسات وخلايا شمسية بالغة الدقة. ونقل موقع ساينس ديلي الأمريكي، عن الأستاذ الدكتور بيدونج يانج Peidong Yang ، المشرف على المشروع، أن «المجال الجوي للمريخ مكون بمعظمه من ثاني أكسيد الكربون، ولذلك فإن كل ما يتطلبه الأمر لإنتاج الجزيئات العضوية، أن تنقل الأسلاك النانوية أشعة الشمس إلى بكتيريا تتكفل بباقي المهمة. وتأخذ الرحلات الفضائية البعيدة في الحسبان حجم الحمولة، ولأن الأنظمة البيولوجية قادرة على إعادة الإنتاج ذاتيًا، فلن نحتاج إلى إرسال أشياء كثيرة، وهنا تكمن أهمية التقنية الجديدة.»

 

الأمر الآخر الذي تحتاجه هذه التقنية، بالإضافة إلى ضوء الشمس، هو الماء المتوفر بكثرة في قطبي المريخ وتحت أرضه.

بكتيريا تمتص ثاني أكسيد الكربون ثم تتحول إلى طعام لمخلوقات البحر

اكتشف العلماء الذين يدرسون المحيط الهادئ بكتيريا تمتص ثاني أكسيد الكربون CO2 ويمكن أن تحول نفسها إلى مصدر للغذاء لمخلوقات بحرية أخرى .

 

وعثر على البكتيريا في واحدة من أعمق أجزاء المحيط الهادئ، في منطقة صدع كلاريون-كليبرتون CCFZ، وهو خندق يمتد لمسافة 2.5 ميل تحت سطح المحيط، أي نحو 4 كيلومترات .

 

وكان العلماء يستكشفون المنطقة بحثا عن إمكانيات التعدين فيها، ومن المقرر إجراء تجارب، وفي حال نجحت، فقد يعني ذلك أنه سيتم تحويل 200 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون إلى كتلة حيوية كل عام .

 

ويعتقد المقاولون من كوريا وألمانيا والمملكة المتحدة أن الموقع هو مصدر واعد للمعادن التي تتضمن النيكل والنحاس والكوبالت .
وأجرى العلماء من جامعة “هيريوت وات” في إدنبره بالمملكة المتحدة، سلسلة من التجارب على الرواسب الموجودة في صدع كلاريون-كليبرتون، واكتشفوا هذه البكتيريا التي تستهلك كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون .

 

وقال أندرو سويتمان، الذي كان جزءا من فريق البحث: “اكتشفنا أن البكتيريا القاعية تستهلك كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وتمتصها في كتلتها الحيوية من خلال عملية غير معروفة” ، وأضاف سويتمان: “من المحتمل أن تصبح هذه الكتلة الحيوية مصدرا غذائيا للحيوانات الأخرى في أعماق البحار، لذا فإن ما اكتشفه العلماء هو مصدر غذاء بديل محتمل في أعمق أجزاء المحيط، حيث كنا نظن أنه لم يكن هناك شيء”.

 

وقبل بدء الدراسة، اعتقد فريق البحث أن أكبر مصدر للكتلة الحيوية في قاع المحيط كان مادة عضوية، مثل الأسماك الميتة والعوالق التي طفت على السطح .

 

وأشار سويتمان إلى أن: “هذا يعادل ما يقارب 10% من كمية ثاني أكسيد الكربون التي تزيلها المحيطات كل عام، ولذا، ربما يكون هذا جزءا مهما من دورة الكربون في أعماق البحار” .

 

ويقود سويتمان الآن مشروعا لفهم تأثير هذا النظام البيئي على المناخ بشكل أوسع، عن طريق إجراء المزيد من العمليات الاستكشافية في المنطقة .

 

خطة لإرسال الميكروبات الأرضية لاستعمار المريخ وتأهيله للحياة

(سبتمبر 2019 م) تتخذ وكالات الفضاء احتياطات كبيرة لضمان عدم تلويث الأجرام السماوية بالميكروبات الأرضية، لكن بعض العلماء يعتقدون أن إرسال جراثيم كوكبنا إلى المريخ قد يكون مفيدا ، حيث أشارت ورقة علمية نشرت حديثا، إلى أن إطلاق الميكروبات البشرية يمكن أن يعيد عملية تشكيل الكوكب الأحمر، ويخلق بيئة للحفاظ على الحياة ، واقترح فريق البحث تطوير عملية تتضمن فحص الميكروبات والتخلص من الأنواع الخطيرة منها قبل إطلاقها على المريخ.

 

وتأتي الفكرة المقترحة حديثا، من قبل عالم الأحياء الدقيقة، خوسيه لوبيز، الأستاذ بجامعة نوفا الجنوبية الشرقية في فلوريدا، وزملائه راكيل بيكسوتو وألكسندر روسادو من جامعة ريو دي جانيرو الفدرالية، الذين يصفون هذه النظرية الجديدة بأنها “مراجعة رئيسية”.

 

ويرغب الفريق في أن ترسل “ناسا” ووكالات الفضاء الأخرى، جراثيما أرضية إلى المريخ، على أمل ترويض المناخ الذي لا يمكن التنبؤ به على الكوكب، وخلق سطح صالح للعيش فيه.

 

ويعتمد العلماء في هذا المقترح على حجة قائلة بأن منع تلوث الأجرام السماوية الذي تتعهد به الوكالات الفضائية استنادا إلى بروتوكولات خاصة، “شبه مستحيل”.

 

وتعود فكرة حماية الأجرام السماوية من التلوث إلى خمسينيات القرن العشرين، بهدف حماية الفضاء من الميكروبات الأرضية ، وتقول “فلسفة حماية الكواكب” إن الجراثيم الأرضية يمكن أن تلوث المناطق المهمة علميا في النظام الشمسي، على غرار الطريقة التي يمكن بها تعريض موقع الجريمة للخطر إذا قام شخص ما غير متورط بملامسة الأدلة.

 

وعلى الرغم من أن فكرة التعقيم موجودة منذ عقود، فإن لوبيز وفريقه يعتقدون أنه من المحتم أن تصل جراثيمنا إلى المريخ والكواكب الأخرى.

 

ويجادل الفريق العلمي أيضا بأن الكائنات الحية الدقيقة هي التي عززت العملية الحيوية التي جعلت كوكبنا صالحا للحياة، وأشار لوبيز في بيان صحفي إلى أن “الحياة كما نعرفها، لا يمكن أن توجد من دون الكائنات الدقيقة المفيدة”.

 

ولذلك، يسلط الفريق الضوء على أهمية السيطرة على مثل هذه الملوثات وتتبعها لاستكشاف وجود الكائنات الحية الدقيقة خارج كوكب الأرض، من أجل الخطط المستقبلية الخاصة بالاستعمار خارج الأرض.

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو 

***************************************************************

 

مواضيع ذات صلة

 .

الصفحة الرئيسية لمقالات الفضاء

*

مؤسسات ووكالات الفضاء العربية والإسلامية

*

القمر الصناعي المصري Egyptsat-A

*

نيزك قرية نخلة المصرية Nakhla Meteorite

*

مصر شاركت في الصعود إلى القمر

*

ما الذي جعل الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض LEO Satellites هي سباق جديدا في الفضاء ؟

*

خليفة سات KhalifaSat

*

القمر الصناعي الإماراتي عين الصقر Falcon Eye 1

*

الصاروخ الفضائي الإيراني والرئيس الأمريكي ترامب

*

إطلاق أصغر الصواريخ الحاملة للأقمار الصناعية في العالم

*

أخبار محطة الفضاء الدولية International Space Station

.

 

الوسوم:Mars, Space, الفضاء, المريخ, فضاء