استخراج الأكسجين من تربة القمر (الثرى)
القمر من الأماكن غير المقبولة للإنسان ، فهو جاف ومغبر في كل مكان ولا يوجد غلاف جوي يتنفسه. لكن هذا لا يعني أنه لا يوجد أكسجين هناك ، في الواقع ، أحد المصادر المتاحة لاستخراج هذا العنصر الحيوي هو الثرى.
مكونات التربة على القمر
السطح العلوي من التربة والأنقاض مليء بالأكسجين ، والآن اكتشف العلماء كيفية إزالة الأكسجين منها ، لكن هذه العملية لا تنتج نفايات.
من ناحية ، تحصل على مجموعة من الأكسجين ومن ناحية أخرى ، تحصل على مجموعة من السبائك المعدنية ، وكلاهما سيكون مفيدًا جدًا لبناء قاعدة أو سكن على القمر في المستقبل.
بفضل عينات من التربة القمرية التي تم إحضارها من البعثات السابقة ، نعلم أن الأكسجين موجود بكثرة هناك ، ويشكل الأكسجين في الواقع 40 إلى 45 في المائة من تربة القمر من حيث الوزن ، وهو إلى حد بعيد المكون الأكثر وفرة من حيث الوزن. القمر تربة.
لكن هناك مشكلة كبيرة. يقول الكيميائي الاسكتلندي بيث لوماكس من جامعة جلاسكو: “هذا الأكسجين مورد قيم للغاية ، ولكنه موجود كمركب كيميائي في مواد أخرى ، لذلك فهو غير متاح للاستخدام المباشر”.
تأكد من قراءة: طرق استخلاص الغازات في الهواء
هذه العينات لا تقدر بثمن للاختبار المباشر ، وامتلاكها يعني أنه يمكننا إعادة إنشائها باستخدام المواد الموجودة على الأرض ؛ تسمى هذه التربة المعاد تكوينها تربة محاكاة القمر ، واستخدمها لوماكس وفريقه في أبحاثهم.
طرق استخلاص الأكسجين من تربة القمر
تم إجراء معظم محاولات استخراج الأكسجين من تربة القمر ، مثل الاختزال الكيميائي لأكاسيد الحديد باستخدام الهيدروجين لإنتاج الماء ، ثم في الخطوة التالية ، كان لابد من تحليل الماء الناتج كهربائياً لفصل الأكسجين عن الهيدروجين ، أو عملية مماثلة تم اقتراحه باستخدام الميثان بدلاً من الهيدروجين.
لكن هذه التقنيات كانت منخفضة الإنتاجية ومعقدة للغاية وحارة جدًا وتتطلب درجات حرارة قصوى لإذابة التربة القمرية أثناء التشغيل.
تخطى Lomax وزملاؤه خطوة الاختزال الكيميائي وذهبوا مباشرة إلى التحليل الكهربائي للتربة القمرية.
وأوضح لوماكس: “تمت هذه المعالجة باستخدام طريقة تسمى التحليل الكهربائي للملح المصهور وهي المثال الأول للمعالجة المباشرة من المسحوق إلى المسحوق لمحاكاة التربة القمرية التي يمكنها استخراج كل الأكسجين تقريبًا”.
في الطرق البديلة لاستخراج الأكسجين من القمر ، والتي تتطلب إذابة التربة القمرية بدرجة حرارة تزيد عن 1600 درجة مئوية (2900 فهرنهايت) ، فإن كفاءة هذه التقنيات أقل بكثير.
لكن في طريقة التحليل الكهربائي ، يضعون أولاً تربة القمر في سلة شبكية ، ثم يضيفون كلوريد الكالسيوم على شكل إلكتروليت ويسخن الخليط الناتج إلى حوالي 950 درجة مئوية (درجة حرارة لا تذوب تربة القمر). ثم يتم تطبيق تيار كهربائي ، والذي يستخرج هذا الأكسجين وينقل الملح إلى القطب الموجب ، حيث يمكن إزالته بسهولة.
تأكد من قراءة: استخدام الغازات في صناعة المواد الغذائية
