زمینی‌ها آب مریخ را سم‌زدایی می‌کنند!

همان‌طور که از گذشته مریخ هدف تحقیقات انسان‌ها بوده‌است، در آینده نیز سیاره سرخ حتی بیش از پیش هدف اکتشافات قرار خواهد گرفت. ناسا، چین و اسپیس ایکس همگی در حال برنامه‌ریزی برای اعزام خدمه خود به آنجا در دهه‌های آینده هستند.

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، اعزام خدمه از زمین به مریخ مستلزم طراحی زیستگاه‌هایی در سطح مریخ است؛ پیشرفت‌ها در حوزه فناوری ممکن است اسکان دائمی خدمه را در سطح مریخ ممکن کند؛ در حالی که ایده اسکان دائمی زمینیان بر روی مریخ هیجان‌انگیز است، اما در واقعیت این ایده با چالش‌های زیادی همراه است. یکی از اصلی‌ترین نیاز‌های خدمه داشتن منابع آبی است که در مریخ از جنس رسوبات زیرسطحی یخ آب هستند.

چالش بزرگ دیگری نیز بر سر راه محققان است؛ پرکلرات‌های سمی که اکسیدکننده‌های قوی در رسوبات مریخ هستند، باعث خوردگی تجهیزات می‌شوند و برای سلامتی انسان (حتی در غلظت‌های پایین) خطرناک هستند. برای این منظور، خدمه باید تجهیزات ویژه‌ای به همراه داشته باشند، اگر قصد استفاده از آن رسوبات برای نوشیدن، آبیاری و بهره‌برداری صنعتی را دارند. این هدف در راستای سم زدایی مریخ است، یک مفهوم پیشنهادی که توسط کارکنان برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه ناسا (NIAC) انتخاب شده‌است.

توسعه‌دهنده اصلی این مفهوم، لین روچیلد، دانشمند تحقیقاتی ارشد در مرکز تحقیقات ایمز ناسا (ARC) و سرپرست تحقیقات و فناوری برای اداره مأموریت علم و فناوری (STMD) در مقر ناسا است. همانطور که او و همکارانش در پیشنهاد خود خاطرنشان کردند، تامین تقاضای آب پیش‌بینی‌شده در مریخ، کاستی‌های روش‌های سنتی تصفیه آب را نشان می‌دهد که به مصرف برق بالا یا پیش تصفیه آب نیاز دارد.

پرکلرات‌ها (ClO۴-) ترکیبات شیمیایی حاوی یون پرکلرات هستند که با اکسید شدن ترکیبات کلر تشکیل می‌شوند. نمک‌های پرکلرات از نظر جنبشی پایدار، بسیار محلول، دارای دمای یوتکتیک پایین (پایین‌ترین دمای ممکن قبل از انجماد) هستند و در دما‌های بالا بسیار واکنش پذیر می‌شوند. نمک‌های کلرات (ClO۳-) مشابه پرکلرات‌ها هستند، اگرچه از نظر جنبشی پایدارتر از پرکلرات‌ها هستند. پرکلرات‌ها برای اولین بار توسط ابزار آزمایشگاه شیمی مرطوب (WCL) در ماموریت فونیکس در مریخ شناسایی شدند که در می ۲۰۰۸ در منطقه شمالی «Vastitas Borealis» فرود آمد.

با غلظت حدود ۰.۵ ٪ یافت شده در این خاک‌های دشت شمالی، دانشمندان متوجه شدند که چرا تلاش‌های قبلی برای یافتن مولکول‌های آلی در خاک مریخ شکست خورده‌است. به طور خلاصه، پرکلرات مانع از تشخیص طیف‌سنج‌های جرمی در فونیکس و فرودگر‌های معروف وایکینگ ۱ و ۲ (که بین سال‌های ۱۹۷۶ تا ۱۹۸۰ مریخ را کاوش کردند) می‌شدند. این کشف منجر به علاقه مجدد به جستجوی مطالعات آلی و اختربیولوژی در مریخ شد که منجر به حرکت مریخ نورد‌های کنجکاوی و استقامت به سمت خاک مریخ شد. از آن زمان، غلظت پرکلرات (و احتمالاً کلرات) توسط ماموریت‌های متعدد از سطح و مدار شناسایی شده‌است.

روچیلد و تیمش «بیوراکتوری» را تصور کرده‌اند که از زیست‌شناسی مصنوعی برای کاهش پرکلرات‌ها استفاده می‌کند. به طور خاص، روش آن‌ها بر دو ژن کلیدی موجود در باکتری‌های کاهش‌دهنده پرکلرات (pcrAB و cld) مبتنی بر زمین متکی است. این «بیوراکتور» ژن‌ها در سویه باکتری «Bacillus subtilis ۱۶۸» که در پرواز‌های فضایی اثبات شده است ا مهندسی می‌کند و کلرات (ClO-۳) و پرکلرات (ClO۴-) را به کلرید (Cl-) و گاز اکسیژن (O۲) تبدیل می‌کند. گاز اکسیژن بلافاصله در زیستگاه‌های مریخ قابل استفاده است و کلرید می‌تواند برای اهداف مختلف از جمله تغذیه استفاده شود. این فرآیند بسیار پایدار و مقیاس پذیر است و (برخلاف سیستم‌های فیلتر معمولی) نیازی به تخلیه ضایعات پرکلرات و کلرات در جای دیگر را از بین می‌برد.

با تأمین بودجه فاز اول، روچیلد و همکارانش قصد دارند امکان‌سنجی ارسال یک بیوراکتور به مریخ را آزمایش کنند.