Geekly articles weekly

قامت وكالة ناسا باختبار حفارة ذات العجلات الدلو للمريخ


اختبارات الحفار المريخي RASSOR 2.0 في مركز الفضاء. كينيدي. الصورة: وكالة ناسا / ديميتري جيرونديداكيس

استعدادًا لبرنامج الاستيطان في المريخ ، يتم اختبار الروبوتات ، والتي ربما يحتاجها المستعمرون الأوائل. على وجه الخصوص ، يتحقق المهندسون والعلماء الآن من قابلية تشغيل الجهاز لاستخراج ومعالجة الموارد المحلية . هناك ثلاث مناطق رئيسية في هذا المجال:

  1. معالجة النفايات ؛
  2. استخراج الموارد من القداس والجو المريخي ؛
  3. زراعة النباتات على تربة المريخ.

لن يتمكن الناس على كوكب المريخ من الحصول على جميع الموارد اللازمة من أجل بقاء المستعمرة وتنميتها. حتى إذا نفذ Elon Musk خطته الرائعة - إطلاق سفن النقل القابلة لإعادة الاستخدام وخفض تكلفة تسليم البضائع إلى 140،000 دولار للطن - لا يزال يتعين استخراج بعض الموارد على كوكب المريخ ، فلا توجد طريقة أخرى. تقدر وكالة ناسا أن إنتاج كيلوغرام واحد من الوقود على كوكب المريخ يوفر 250 كيلوغرامًا على متن سفينة شحن من الأرض . يستغرق تسليم البضائع إلى المريخ من ستة إلى تسعة أشهر. حتى خطة القناع تنص على استخراج الوقود على المريخ لإعادة شحن سفينة النقل قبل العودة إلى الأرض.


خيارات وقود المريخ لسفينة نقل قابلة لإعادة الاستخدام. شريحة من عرض Ilona Mask


عملية إنتاج الوقود على المريخ. انزلق عن عرض Elon Mask

بالإضافة إلى الوقود ، سيحتاج المستعمرون إلى موارد أخرى. على سبيل المثال ، هناك حاجة إلى المواد لبناء المنازل والمساحات المكتبية.

المصدر الرئيسي للموارد المفيدة على كوكب المريخ هو ريجوليث ، وهي تربة متبقية ناتجة عن تجوية الصخور ، والتي تغطي سطح الكوكب في كل مكان.

تكوين Regolith المريخ


يختلف تكوين التربة في أماكن مختلفة. المكون الرئيسي هو السيليكا (20-25 ٪) ، الذي يحتوي على خليط من هيدرات أكاسيد الحديد (حتى 15 ٪) ، والتي تعطي التربة لونًا محمرًا. هناك شوائب كبيرة من الكبريت والكالسيوم والألمنيوم والمغنيسيوم ومركبات الصوديوم (وحدات لكل بالمائة). تركيز ثلج الماء في التربة يصل إلى 2٪ بالوزن.


تأخذ مركبة Curiosity من كثيب ناميب المريخ عينات مسجلة لتحليلها في 19 يناير 2016. الصورة: NASA / Jet Propulsion Laboratory-Caltech

وهكذا ، في النظام المريخي ، هناك العديد من المواد المفيدة للمستعمرة. السؤال هو كيفية الحصول عليها. يأخذ خبراء وكالة ناسا في الاعتبار أن الروبوتات يجب أن تعمل في ظروف بيئية معاكسة. تنخفض درجة الحرارة بالقرب من القطبين إلى -125 درجة مئوية ، وبالقرب من خط الاستواء المريخي في يوم صيفي ، يمكن أن ترتفع إلى + 21 درجة مئوية مريحة تمامًا للبشر. الغلاف الجوي للمريخ حوالي 95٪ من ثاني أكسيد الكربون.

من المهم جدًا أن تهبط السفينة في مكان مناسب حيث يوجد جليد مائي بالضبط في الأرض. لكسب هذه الثقة ، مطلوب استطلاع أولي للمنطقة. تخطط وكالة ناسا لمسح التربة عن بعد من المدار. ستكون محطة أدوات الاستخبارات مشابهة لمركب الاستطلاع المريخي- محطة ناسا متعددة الكواكب بين الكواكب ، والتي بدأت العمل في مدار المريخ في نوفمبر 2006 وتشارك ، في جملة أمور ، في البحث عن المياه السطحية.

بعد تلقي المعلومات الاستخبارية من المركبة المدارية ، سيتم إرسال مركبات الاستطلاع إلى منطقة البناء المزعوم للقاعدة لأخذ عينات من التربة والتأكيد النهائي على أن regolith مناسب لاستخراج الموارد المفيدة.

سيتم تنفيذ الاستعدادات لاستخراج الموارد على كوكب المريخ كجزء من المهمة القمرية لاستكشاف الموارد - وهي المهمة الأولى في تاريخ البشرية لاستخراج المعادن على الأجرام السماوية بخلاف الأرض. من المفترض أن يتم تنفيذ هذه المهمة في أوائل 2020s. سيتم تجهيز الروبوت بأدوات لدراسة تكوين التربة وأخذ العينات.


النموذج الأولي لروبوت الموارد ، الذي يخططون لإطلاقه على القمر. الصورة: ناسا


لموارد التنقيب يأخذ عينة من التربة. الصورة: ناسا

سيتم تشغيل جهاز آخر في استخراج ومعالجة regolith على المريخ. الآن قيد الاختبار آلة تسمى RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Systems Robot). هذه الآلة مجهزة بالعديد من الدلاء الصغيرة ذات الحواف الخشنة. يدورون ، يعضون في التربة المريخية ، يمسكون بالتدريج القوام ويصبونه في خزان التجميع. يُسمى هذا التصميم حفار عجلة الدلو - وهو حفارة مستمرة على معدات الهيكل السفلي المتتبع التي تطور التربة باستخدام دلاء مثبتة على عجلة دلو.



بعد التجميع ، يخضع regolith للمعالجة الحرارية في فرن مع إطلاق الماء والهيدروجين والأكسجين. يمكن أيضًا استخدام المواد الخام للطباعة ثلاثية الأبعاد للملاجئ للمستوطنين والمباني الأخرى.

اختبارات حفارة دوارة في مركز الفضاء. يظهر كينيدي في الفيديو.


زراعة النباتات


إن نسبة الأس الهيدروجيني وبعض المعلمات الأخرى للتربة المريخية قريبة من الأرض ، ومن الممكن نظريًا زراعة النباتات عليها. يعتقد الباحثون أن تربة المريخ تحتوي على العناصر الضرورية لدعم الحياة. مستوى الأس الهيدروجيني لدرجة الحموضة في التربة القلوية 7.7 شائع جدًا على الأرض ولا يتداخل مع إنتاج المحاصيل.

على الأرض ، تدرس العديد من المجموعات العلمية الآن النباتات الأنسب للنمو على المريخ. على سبيل المثال ، في مارس 2016 ، أكمل علماء الأحياء من مركز أبحاث جامعة Wageningen (هولندا) تجربة ثانيةعلى زراعة الخضروات والنباتات الأخرى في التربة التي تمثل نمذجة تربة المريخ والقمر اتضح أنه مع إضافة السماد الطبيعي وترطيب التربة ، تنمو 10 محاصيل على الأقل بشكل جيد هناك. قام العلماء بحصد الطماطم والبازلاء والجاودار والجرجير والفجل والكراث والسبانخ والثوم والبصل الأخضر والجرجير.

تجري ناسا أيضًا تجارب على زراعة النباتات في محطة الفضاء الدولية. قبل عام ، حاول رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية الخس الذي يزرع في المحطة ، وفي يناير 2016 ، ازدهرت الزهرة لأول مرة في محطة الفضاء الدولية .

يعتقد العلماء أنه على كوكب المريخ ، يمكنك زراعة عدد كبير من المحاصيل ، بما في ذلك الطماطم.

إعادة تدوير النفايات


تقوم مجموعة خاصة من وكالة ناسا بتطوير تقنية لمعالجة النفايات التي ستتركها مستعمرة بشرية على كوكب المريخ. ستتحول جميع أنواع النفايات ، بما في ذلك النفايات البيولوجية والتعبئة والقمامة ، إلى منتجات مفيدة. على سبيل المثال ، من المفترض الحصول على الميثان منها.

في الصورة ، توضح المهندسة الكيميائية آني كاراسيو ، وكالة ناسا ، تفاصيل مفاعل بيولوجي لمعالجة النفايات إلى وقود حيوي على سطح المريخ.



أظهرت التجارب أنه يمكن الحصول على 700 جرام من الميثان من كيلوغرام من القمامة.

استنادًا إلى تجارب وكالة ناسا ، فإن البشرية قريبة من ضمان أن تكون مستعمرة المريخ مستقلة تمامًا عن الأرض.

Source: https://habr.com/ru/post/ar398109/

More articles:


All Articles