آیا دنباله‌دارها می‌توانند اکسیژن تولید کنند؟

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد دنباله‌دارها احتمالاً می‌توانند اکسیژن مورد نیاز “اکتشاف فضای عمیق”(Deep Space Exploration) را فراهم کنند.

یکی از بزرگترین چالش‌های اکتشاف فضای عمیق، تأمین اکسیژن فضانوردان است. اکسیژن(O۲) حتی در سیارات با اتمسفر ضخیم به مقدار کمی در فضا وجود دارد. حمل اکسیژن یکی از گزینه‌ها است، اما نیاز به مقدار زیادی سوخت برای حرکت در اطراف دارد و ذخیره همیشه محدود خواهد بود.

شیمیدانان مؤسسه فناوری کالیفرنیا(California Institute of Technology) در مطالعه اخیرشان احتمالاً راهی برای تولید اکسیژن در فضا کشف کرده‌اند که برخی از آنها از داستانهای علمی–تخیلی الهام گرفته شده است. اکسیژن مولکولی در فضا و در جریان گازهای پرتوزا قرار دارد.

در حالی که دانشمندان از مدت‌ها پیش در مورد این پدیده اطلاع داشتند اما مطمئن نبودند که چگونه این پدیده به وجود می‌آید. دو سال پیش “کنستانتینوس پی گیاپیس”(Konstantinos P. Giapis) استاد شیمی مؤسسه فناوری کالیفرنیا و همکارش “یونزی یااُ”(Yunxi Yao)، به بررسی رمز و راز این موضوع پرداختند.

گیاپیس همراه با “تام میلر”(Tom Miller) استاد شیمی مطالعه‌ای را به منظور نشان دادن یک روش برای تولید اکسیژن در فضا را آغاز کردند. تولید اکسیژن در فضا می‌تواند به انسان کمک کند تا در دورترین نقطه جهان نیز به اکتشاف بپردازد.

نتایج مطالعه آنها نشان می‌دهد که برخی از واکنش‌های شیمیایی می‌توانند با فراهم آوردن انرژی جنبشی به جای گرمای معمول، اتفاق بیفتند.

این فرایند هنگامی عمل می‌کند که تکه‌های کوچک آب به سطوح حاوی اکسیژن، مانند شن و یا “زنگ” (rust)، اصابت کند. در این موارد، مولکول آب می‌تواند از این اکسیژن برای تولید اکسیژن مولکولی استفاده کند. در دنباله دارها، این فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که مولکول‌های آب روی سطوح، بخار شده و توسط باد خورشیدی شتاب می‌گیرند تا زمانیکه با سرعت بالا دوباره با دنباله دار برخورد کنند.

از آنجایی که دنباله دارها همچنین می‌توانند دی اکسید کربن(CO۲) منتشر کنند پژوهشگران قصد داشتند دریابند که آیا این دی اکسید کربن می‌تواند در برخورد با سطح دنباله دار اکسیژن مولکولی تولید کند یا خیر . برای تأیید اینکه آیا واکنش دی اکسید کربن مشابه واکنش آب است، پژوهشگران یک آزمایش برای برخورد دی اکسید کربن بر روی یک سطح پوشیده با “زر ورق”(gold foil) طراحی کردند. با وجود اینکه اکسیژن مولکولی نباید تولید می‌شد اما اکسیژن همچنان از سطح طلا منتشر می‌شد.

این به دانشمندان ثابت کرد که هر دو اتم‌های اکسیژن از یک مولکول دی اکسید کربن مشابه می‌آیند و به طور مؤثر آن را تجزیه می‌کنند.

در گام نهایی پژوهشگران موفق به ایجاد یک مدل پدیده شدند تا بتوانند درک کنند دقیقاً چه اتفاقی می‌افتد. آنها یک دستگاه شبیه به شتاب دهنده ذرات توسعه دادند. این دستگاه می‌تواند مولکول‌های دی اکسید کربن را به یون‌ها تبدیل  و آنها را باردار کند و سپس با استفاده از یک میدان الکتریکی به آنها شتاب دهد. این دستگاه برای واکنش لازم نیست، اما می‌تواند به پژوهشگران کمک کند. آنها امیدوارند که یک روز بتوان از “رآکتور”(reactor) برای توسعه برنامه‌های کاربردی مانند نحوه تولید اکسیژن در فضا استفاده کرد.

دنباله‌دار

دنباله‌دار یک گلوله برفی کیهانی است که از گازهای منجمد، سنگ و گرد و غبار ساخته‌ شده است. ساختار دنباله‌دار شامل سه بخش هسته، گیسو و دم است. هسته بخش مرکزی آن است و از گرد و غبار و گاز و یخ ساخته شده‌ است. وقتی که دنباله‌دار نزدیک خورشید می‌شود، یخ‌های موجود در هستهٔ آن تبخیر می‌شود و تبدیل به ابر بزرگی پیرامون دنباله‌دار می‌شود که گیسو نام دارد. در آنجا نیروی مغناطیسی بسیار قوی است و طناب‌ها، گره‌ها و نوارهایی تولید می‌کند که دم یونی را از دم گرد و غباری جدا می‌کند.

به ایسنا؛ سرچشمه و منشأ دنباله‌دارها، “ابر اورت “(Oort cloud) یا “کمربند کویپر “است. دنباله‌دارها، غیر دوره‌ای و دوره‌ای هستند که غیر دوره‌ای‌ها گرانش محدود به خورشید ندارند و مدار آن‌ها به شکل سهمی است. دنباله‌دارهای دوره‌ای نیز شامل دنباله‌دارهای بلند مدت(بسیار بیشتر از ۲۰۰ سال) و کوتاه مدت (۲۰ تا ۲۰۰ سال) است.