استخلاص ناجح للماء والأكسجين من غبار التربة باستخدام ضوء الشمس.

(صحيفة دان تري) - نجح علماء صينيون في استخراج الماء والأكسجين والميثان من غبار القمر باستخدام ضوء الشمس فقط، مما يفتح الطريق نحو الاكتفاء الذاتي من الموارد للبعثات الفضائية.

هذه خطوة ثورية في الجهود المبذولة لبناء موائل خارج كوكب الأرض.

لا يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا تكنولوجية فحسب، بل يعد أيضًا بإنشاء سلسلة إمداد داخلية على سطح القمر، حيث يمكن أن تصل تكلفة نقل جالون واحد من الماء إلى 83000 دولار.

ركز البحث، الذي أجراه فريق من العلماء من الجامعة الصينية في هونغ كونغ (الصين)، على تطوير عملية متكاملة من خطوة واحدة.

وبناءً على ذلك، لا يُستخدم الريجوليث فقط لاستخراج المياه ولكنه يعمل أيضًا كمحفز في التفاعلات الكيميائية مع ثاني أكسيد الكربون (CO₂) لإنتاج الأكسجين والميثان (CH₄).

عينات من تربة القمر تم جمعها بواسطة مسبار تشانغ إي 5 (صورة: VCG).

تعتمد هذه العملية على تركيز ضوء الشمس لتسخين غبار القمر إلى 200 درجة مئوية، مما يؤدي إلى إطلاق الماء "المحتجز" في معادن مثل الإلمنيت. بعد ذلك، عند إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى المزيج، يعمل الإلمنيت كمحفز ضوئي حراري، مما يسمح للماء بالتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين الأكسجين وغاز الميثان.

والجدير بالذكر أن الميثان يعتبر وقودًا محتملاً أكثر مثالية من الهيدروجين للبعثات الفضائية، وذلك بفضل قدرته على الحفاظ على حالة سائلة مستقرة، مما يجعل التخزين والتشغيل أسهل.

نجحت منظمات مثل ناسا وشركات خاصة مثل لاند سبيس (الصينية) في اختبار محركات تعمل بالميثان السائل. ويمكن أن يؤدي توليد الميثان مباشرة على سطح القمر إلى خفض تكلفة إعادة التموين من الأرض بشكل كبير.

ومن المزايا المهمة الأخرى لهذه الطريقة أنها محلية. فبدلاً من نقل المحفزات من الأرض، تستخدم العملية تربة القمر، مما يقلل تكاليف النقل ويبسط النظام التقني.

مع توقع عودة البشر إلى القمر في عام 2027 من خلال مهمات مثل مهمة أرتميس 3 التابعة لناسا، فإن هذه فرصة ذهبية لإجراء اختبارات ميدانية لهذه التقنيات الرائدة.

التحديات التي تواجه العمل على سطح القمر

صورة توضيحية لقاعدة افتراضية على سطح القمر (صورة: وكالة الفضاء الأوروبية).

رغم الإمكانات الكبيرة لهذه الطريقة، لا يزال الخبراء حذرين. ويشير عالم الفيزياء الكوكبية فيليب ميتزجر من جامعة سنترال فلوريدا إلى أن تربة القمر تتميز بخصائص عازلة عالية، مما قد يُصعّب عملية التسخين المنتظم. وهذا عامل أساسي في استخراج كمية كافية من الماء في وقت قصير.

تكمن مشكلة أخرى في كمية ثاني أكسيد الكربون المُدخلة. فرغم أن ثاني أكسيد الكربون ناتج ثانوي لتنفس رواد الفضاء، إلا أن الكمية المُنتجة لا تتجاوز عُشر الكمية المطلوبة للتفاعل. لذا، يلزم وجود نظام فعال لالتقاط ثاني أكسيد الكربون وإعادة تدويره، أو نقله من الأرض، وهو ما يتعارض مع هدف "الاكتفاء الذاتي من الموارد في الموقع".

علاوة على ذلك، شكك ميتزجر أيضاً في الأداء التحفيزي للتربة القمرية. واقترح استخدام محفزات صناعية مثل النيكل/الديزل، والتي يمكن أن توفر كفاءة تحفيزية أفضل، ويمكن إعادة استخدامها بسهولة، ويمكن نقلها مرة واحدة فقط.

على المدى الطويل، قد يكون هذا خيارًا أكثر اقتصادية من استخدام أطنان من التربة السطحية منخفضة الكفاءة.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thanh-cong-chiet-xuat-nuoc-va-oxy-tu-bui-dat-bang-anh-sang-mat-troi-20250718100634950.htm