وقود للصواريخ من موارد المريخ

تصور لشكل محطة إنتاج الوقود الحيوي بالمريخ (من الفريق البحثي)

كيف يعود رواد الفضاء إلى الأرض بعد سفرهم الطويل إلى المريخ؟... باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا بأميركا، عملوا على حل هذه المشكلة عن طريق ابتكار طريقة لإنتاج وقود حيوي للصواريخ المريخية، باستخدام الموارد المتاحة على الكوكب الأحمر، وتم الإعلان عن هذه الطريقة، أول من أمس، في دورية «نيتشر كومينيكيشن».
وتستخدم عملية الإنتاج الحيوي ثلاث موارد موطنها الكوكب الأحمر، وهي ثاني أكسيد الكربون، وضوء الشمس، والمياه المجمدة، وستتم الاستعانة باثنين من الميكروبات يتم نقلهما مع الرحلات إلى المريخ، وهما البكتيريا الزرقاء (الطحالب)، التي ستأخذ ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للمريخ وتستخدم ضوء الشمس لإنتاج السكريات، وبكتيريا الإشريكية القولونية المعدلة، التي ستحول تلك السكريات إلى الميثان، وهو دافع خاص للصواريخ وأجهزة الدفع الأخرى.
ويتم التخطيط حالياً لمحركات الصواريخ التي تغادر المريخ لتزود بالميثان والأكسجين السائل (LOX)، ولا يوجد أي منهما على الكوكب الأحمر، ما يعني أنهما بحاجة إلى النقل من الأرض لتشغيل مركبة فضائية عائدة إلى مدار المريخ، وهذا النقل مكلف، إذ تقدر تكلفة نقل 30 طناً من الميثان والأكسجين السائل بنحو 8 مليارات دولار، ولتقليل هذه التكلفة، اقترحت «ناسا» استخدام التحفيز الكيميائي لتحويل ثاني أكسيد الكربون المريخي إلى الأكسجين السائل، رغم أن هذا لا يزال يتطلب نقل الميثان من الأرض.
وكبديل، يقترح باحثو معهد جورجيا للتكنولوجيا استراتيجية استخدام التكنولوجيا الحيوية القائمة على استخدام الموارد في الموقع، التي يمكن أن تنتج كلاً من الميثان والأكسجين السائل من ثاني أكسيد الكربون.
ويقول الباحثون إن صنع الوقود على المريخ باستخدام موارد المريخ يمكن أن يساعد في تقليل تكلفة المهمة، بالإضافة إلى ذلك، تولد عملية الإنتاج الحيوية 44 طناً من الأكسجين النظيف الزائد الذي يمكن تخصيصه لاستخدامه في أغراض أخرى، مثل دعم الاستعمار البشري.
ويقول نيك كروير، المؤلف الأول للدراسة والحاصل على درجة الدكتوراه حديثاً، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمعهد جورجيا، إن «ثاني أكسيد الكربون هو أحد الموارد الوحيدة المتاحة على كوكب المريخ، ومعرفة أن البيولوجيا جيدة بشكل خاص في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مفيدة تجعلها مناسبة جداً لإنتاج وقود الصواريخ».
وتحدد الورقة العلمية تفاصيل عملية الإنتاج، التي تبدأ بنقل المواد البلاستيكية إلى المريخ والتي سيتم تجميعها في مفاعلات حيوية ضوئية، وستنمو البكتيريا الزرقاء في المفاعلات عن طريق التمثيل الضوئي (الذي يتطلب ثاني أكسيد الكربون)، وتقوم الإنزيمات الموجودة في مفاعل منفصل بتفكيك البكتيريا الزرقاء إلى سكريات، ويمكن تغذية الإشريكية القولونية بها لإنتاج دافع الصواريخ (الميثان)».