الحياة على المريخ: يمكن للجليد الجاف أن يمد مستعمرات المريخ بالطاقة في المستقبل

منذ وكالة ناسا أعلنت خطتها لإرسال بعثة استكشافية إلى المريخ، كان الجمهور المرتبط بعلم الفلك متحمسًا جدًا لإمكانية رؤية زيارة الكوكب الأحمر أخيرًا. تتضمن الخطط الحالية لوكالة الفضاء الأمريكية إرسال بشر إلى كوكب الأرض في الولايات المتحدة أوائل عام 2030. من أجل إنشاء مستعمرات في المريخ، سيكون من الضروري بناء محركات توليد الطاقة. قد يتضمن ذلك إيجاد مصادر طاقة بديلة والعمل مع المواد التي يمكنها تحويل الحرارة إلى طاقة مفيدة.

مؤخرا بحث منشور في المجلة مجال الاتصالات، يُظهر طريقة جديدة للقيام بذلك باستخدام مادة يسهل العثور عليها على كوكبنا: الشكل الصلب لثاني أكسيد الكربون (CO2) ، والمعروف باسم ثلج جاف. لفهم كيفية عمل العملية ، من الضروري اللجوء إلى تقنية معروفة جيدًا على كوكب الأرض. هنا ، يتم استخدام الماء لتحويل الطاقة المخزنة في الفحم أو الزيت أو الغاز إلى طاقة ميكانيكية أو كهربائية من خلال ما يعرف باسم "المحرك الحراري".

في المحرك البخاري - الشكل الأكثر شيوعًا للمحركات الحرارية - يستخدم الوقود لتسخين الماء الذي يتبخر بعد ذلك عند الضغط العالي. يعمل هذا البخار على تشغيل توربين لتوليد الكهرباء ، أو محرك ميكانيكي لخلق الحركة. الماء مادة مثالية للاستخدام بسبب وفرته ووفرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الماء قادر على تغيير الأطوار (من السائل إلى الغازي ، على سبيل المثال) ضمن نطاقات درجات الحرارة التي يمكن تحقيقها بسهولة في ظل الظروف الموجودة على الأرض.

يتغير هذا الوضع برمته بشكل جذري على كوكب المريخ. على الرغم من توفر الماء على سطح الكوكب الأحمر ، إلا أنه يوجد فقط في شكله الصلب. ومع ذلك ، فإن الجليد الجاف على سطح المريخ موجود بالفعل بالقرب منه نقطة التسامي - درجة الحرارة التي يتحول عندها مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية. يتمثل التحدي في الاستفادة من الطاقة المنبعثة من هذا التغيير لتشغيل محرك حراري ، وبالتالي تطوير نظام يمكنه إمداد مستعمرة مأهولة.

يمكن إعادة إنتاج التجربة العلمية في أي بيئة ، مثل المطبخ. عندما توضع قطرة ماء على سطح ساخن وتُحفظ عند درجة حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية ، فإنها تتبخر تمامًا. ومع ذلك ، عندما يتم تسخين السطح فوق درجة حرارة معينة ، والمعروفة باسم نقطة لايدنفروست (تحقق من ذلك في الفيديو أدناه) ، لا يتبخر الماء. بدلاً من ذلك ، توضع القطرة على طبقة من بخارها وترتفع فوق السطح. يُعرف هذا باسم تأثير لايدنفروست.

يسمح هذا التأثير نفسه للثلج الجاف بالارتفاع بحرية فوق الأسطح الصلبة ، وبما أنه يتغير مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية ، فإنه يظل أيضًا طافيًا من خلال طبقة غاز مشكلة حديثًا. وبالتالي ، يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مشابهًا على المريخ مثل الماء على الأرض. إنه مورد متاح على نطاق واسع يخضع لتغيرات طورية دورية في ظل تغيرات درجات الحرارة الطبيعية على المريخ.

https://www.youtube.com/watch?v=UAMNDdOho8E

الفكرة هي أنه في المستقبل القريب ، يمكن أن يستغل المريخ كل هذا ثاني أكسيد الكربون للحصول على الطاقة من تغير مرحلة التسامي ككتل من الجليد الجاف. هناك شيء واحد مؤكد: أي استكشاف مأهول محتمل على كواكب أخرى سيعتمد على القدرة على تكييف المعرفة التكنولوجية الحالية مع القيود المفروضة في ظروف مختلفة عن تلك الموجودة على الأرض وتصور طرق إبداعية لاستغلال الموارد المتاحة هناك. من يدري ، قد تلهم الفكرة الناس لفعل الشيء نفسه هنا.

مصدر: Mashable