ચંદ્ર પર ઑક્સિજન કેવી રીતે બનાવવો, નાસામાં ચાલી રહેલો આ પ્રયોગ ભવિષ્યમાં અવકાશયાત્રીઓને કઈ રીતે કરશે મદદ?
ઇમેજ સ્રોત, Sierra Space
- લેેખક, ક્રિસ બારાન્યુક
- પદ, ટેકનૉલૉજી રિપોર્ટર
એક વિશાળ ગોળાની અંદર ઇજનેરો તેમનાં સાધનો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યા છે. તેમની સામે રંગબેરંગી વાયરોથી લપેટાયેલ એક ચાંદી જેવું એક બૉક્સ જેવું ધાતુનું ઉપકરણ હતું. તેમને આશા છે કે તેઓ એક દિવસ ચંદ્ર પર ઑક્સિજન બનાવશે.
આ વિશાળ ગોળાને ટીમે ખાલી કર્યા બાદ પ્રયોગ શરૂ થયો. બૉક્સ જેવું મશીન હવે થોડી માત્રામાં ધૂળવાળા રેગોલિથને(ખડકદ્રવ્ય) અંદર લઈ રહ્યું હતું. આ ધૂળ અને અણિદાર કાંકરાનું મિશ્રણ ચંદ્ર પરની માટી જેવું રાસાયણિક રાસાયણિક બંધારણ ધરાવે છે.
ટૂંક સમયમાં રેગોલિથ ઝાંખું પડવા માંડ્યું. તેની એક પરતને 1,650C થી વધુ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવી હતી અને કેટલાક રિઍક્ટન્ટ્સના ઉમેરા સાથે ઑક્સિજન ધરાવતા અણુઓનાં પરપોટા બહાર આવવા લાગ્યા.
"અમે પૃથ્વી પર જેટલું થઇ શકે તેટલું પરીક્ષણ કરી ચૂક્યા છે." એક ખાનગી કંપની સિએરા સ્પેસના પ્રોગ્રામ મૅનેજર બ્રેન્ટ વ્હાઇટ કહે છે. "આગળનું પગલું ચંદ્ર પર જવાનું છે."
'મિશન મંગલ' માટે મંગળ સમાચાર
ઇમેજ સ્રોત, Sierra Space
સિએરા સ્પેસનો પ્રયોગ 2024 ના ઉનાળામાં નાસાના જૉહ્નસન સ્પેસ સેન્ટરમાં થયો હતો.
આ એકમાત્ર ટૅકનૉલૉજી નથી જેના પર સંશોધકો કામ કરી રહ્યા છે, કારણ કે તેઓ ભવિષ્યના ચંદ્રના બેઝ પર રહેતા અવકાશયાત્રીઓને તેને સપ્લાય કરી શકે તેવી સિસ્ટમો વિકસાવી રહ્યા છે.
આ અવકાશયાત્રીઓને શ્વાસ લેવા માટે ઑક્સિજનની જરૂર પડશે. ચંદ્ર પરથી પ્રક્ષેપણ કરીને મંગળ સહિત દૂરનાં સ્થળોએ મોકલવામાં આવનારા અવકાશયાન અને રૉકેટ ઇંધણ બનાવવા માટે પણ ઑક્સિજનની જરૂર પડશે.
ચંદ્રના બેઝ પર રહેવાસીઓને ધાતુની પણ જરૂર પડશે. તેઓ ચંદ્રની સપાટી પર ફેલાયેલા ધૂળિયા કાટમાળમાંથી પણ આ ધાતુ મેળવી શકે છે.
End of સૌથી વધારે વંચાયેલા સમાચાર
આપણે આવી ધાતુઓને બહાર કાઢી શકે તેવા સક્ષમ રિઍક્ટર બનાવી શકીએ છીએ કે નહીં તેના પર બધો આધાર રહેલો છે.
વ્હાઇટના મતે, "આ મિશનનાં ખર્ચમાંથી અબજો ડૉલર બચાવી શકે છે."
તેની પાછળનું કારણ સમજાવતા વ્હાઇટ કહે છે કે પૃથ્વી પરથી ચંદ્ર પર પુષ્કળ ઑક્સિજન અને ફાજલ ધાતુ લાવવી ઘણી મુશ્કેલ અને ખર્ચાળ હોય છે.
પૃથ્વી પર કરેલો પ્રયોગ, ચંદ્ર પર સફળ થશે?
ઇમેજ સ્રોત, NASA
તમારા કામની સ્ટોરીઓ અને મહત્ત્વના સમાચારો હવે સીધા જ તમારા મોબાઇલમાં વૉટ્સઍપમાંથી વાંચો
વૉટ્સઍપ ચેનલ સાથે જોડાવ
Whatsapp કન્ટેન્ટ પૂર્ણ
સદ્ભાગ્યે ચંદ્ર પરનું રેગોલિથ મેટલ ઑક્સાઇડથી ભરેલું હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે મેટલ ઑક્સાઇડમાંથી ઑક્સિજન કાઢવાનું વિજ્ઞાન પૃથ્વી પર સારી રીતે થાય છે, પરંતુ ચંદ્ર પર આ જ કામ ઘણું મુશ્કેલ બનશે.
આ વર્ષે જુલાઈ અને ઑગસ્ટમાં સિએરા સ્પેસનાં પરીક્ષણોનું આયોજન કરનાર વિશાળ ગોળાકાર ચૅમ્બરમાં શૂન્યાવકાશ સર્જવામાં આવ્યો હતો. ચંદ્રના તાપમાન અને દબાણને કૃત્રિમ રીતે સર્જવામાં આવ્યાં.
કંપની કહે છે કે તેને સમય જતાં મશીન કેવી રીતે કામ કરે છે તેમાં સુધારો કરવા પડશે. જેથી તે રેગોલિથની અત્યંત તીક્ષ્ણ, ઘર્ષક રચનાનો વધુ સારી રીતે સામનો કરી શકે.
વ્હાઇટના કહેવા પ્રમાણે, "તે દરેક જગ્યાએ પહોંચી શકશે."
ચંદ્ર પરના ગુરુત્વાકર્ષણ બળનું પૃથ્વી પર કે તેની આસપાસની ભ્રમણકક્ષામાં પણ પરીક્ષણ થઈ શકે એમ નથી. ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પૃથ્વીના લગભગ છઠ્ઠા ભાગ જેટલું છે.
2028 કે પછી સુધી સિએરા સ્પેસ ચંદ્ર પર ઓછી ગુરુત્વાકર્ષણ પરિસ્થિતિઓમાં વાસ્તવિક રેગોલિથનો ઉપયોગ કરીને તેની સિસ્ટમનું પરીક્ષણ થઈ શકશે નહીં.
જૉન હૉપકિન્સ યુનિવર્સિટીના પોલ બર્ક કહે છે કે, જો ઇજનેરો ઑક્સિજન કાઢવાની કેટલીક ટેક્નૉલૉજી ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણને ધ્યાનમાં રાખીને ડિઝાઇન કરે તો સમસ્યાઓ ઓછી થશે.
એપ્રિલમાં તેમણે અને તેમના સાથીઓએ કમ્પ્યુટર સિમ્યૂલેશન પરિણામોની વિગતો આપતું એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું. આ પેપરમાં જણાવાયું છે કે ચંદ્રના પ્રમાણમાં નબળા ગુરુત્વાકર્ષણ ખેંચાણ દ્વારા કેવી રીતે અલગ ઑક્સિજન કાઢવાની પ્રક્રિયા અવરોધાઈ શકે છે.
અહીં તપાસ હેઠળની પ્રક્રિયા પીગળેલા રેગોલિથ ઇલેક્ટ્રોલિસિસની હતી, જેમાં ઑક્સિજન ધરાવતા ચંદ્ર ખનિજોને વિભાજિત કરવા માટે વીજળીનો ઉપયોગ થશે જેથી સીધો જ ઑક્સિજન બહાર નીકળી શકે.
સમસ્યા એ છે કે આવી ટૅકનૉલૉજી પીગળેલા રેગોલિથની અંદર ઊંડા ઇલેક્ટ્રોડ્સની સપાટી પર ઑક્સિજનના પરપોટા બનાવવાનું કામ કરે છે.
ડૉ. બર્ક કહે છે, "તે મધ સાથે સમાનતા ધરાવે છે અને તે ખૂબ જ ચીકણું હોય છે."
"આ પરપોટા એટલા ઝડપથી બનવાના કે વધવાના નથી અને ખરેખર ઇલેક્ટ્રોડ્સથી અલગ થવામાં વિલંબ થઈ શકે છે."
આમ કરવાના અન્ય રસ્તાઓ પણ હોઈ શકે છે. જેમ કે, ઑક્સિજન બનાવતા મશીન ડિવાઇસને વાઇબ્રેટ કરવાનો, જે પરપોટાને મુક્ત કરી શકે છે અને વધારાના સરળ ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઑક્સિજન પરપોટાને અલગ કરવાનું કામ સરળ બનાવી શકે છે.
ડૉ. બર્ક અને તેમના સાથીઓ આવા વિચારો પર કામ પણ કરી રહ્યા છે.
સીએરા સ્પેસની ટૅકનૉલૉજી, જે એક કાર્બોથર્મલ પ્રક્રિયા છે, જે બધાથી અલગ છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે ઑક્સિજન ધરાવતા પરપોટા રેગોલિથમાં બને છે, ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર નહીં, પણ મુક્ત રીતે બને છે.
વ્હાઇટના કહેવા પ્રમાણે, તેનો અર્થ એ છે કે આ પરપોટા અટવાઈ જવાની શક્યતા ઓછી રહે છે.
શ્વાસમાં લેવામાં આવતા ઑક્સિજનને પણ રિસાઇકલ કરાશે?
ઇમેજ સ્રોત, MIT and Shaan Jagani
ભવિષ્યનાં ચંદ્ર અભિયાનો માટે કેટલું ઑક્સિજનના જોઈશે તેના પર ભાર મૂકતા ડૉ. બર્કનો અંદાજ લગાવે છે કે, દરરોજ એક અવકાશયાત્રીને આશરે બે કે ત્રણ કિલોગ્રામ રેગોલિથમાં સમાયેલ ઑક્સિજનની જરૂર પડશે. જો કે આ જે તે અવકાશયાત્રીની તંદુરસ્તી અને તેની પ્રવૃત્તિનાં સ્તર પર આધાર રાખે છે.
જોકે, ચંદ્ર બેઝની લાઇફ સપોર્ટ સિસ્ટમ્સમાં અવકાશયાત્રીઓ દ્વારા શ્વાસમાં લેવામાં આવતા ઑક્સિજનને પણ રિસાઇકલ કરશે. જો એમ હોય તો ચંદ્રના રહેવાસીઓને જીવંત રાખવા માટે આટલા બધા રેગોલિથ પર પ્રક્રિયા કરવાની જરૂર નહીં પડે.
ડૉ. બર્ક ઉમેરે છે કે, ઑક્સિજન નિષ્કર્ષણ તકનીકોનો વાસ્તવિક ઉપયોગ રૉકેટ ઇંધણ માટે ઑક્સિડાઇઝર પૂરો પાડવાનો છે, જે મહત્ત્વાકાંક્ષી અવકાશ સંશોધનને સક્ષમ બનાવી શકે છે.
ચંદ્ર પર જેટલાં વધુ સંસાધનો બનાવી શકાય તેટલું સારું.
સીએરા સ્પેસની સિસ્ટમમાં કેટલોક કાર્બન ઉમેરવાની જરૂર પડે છે, જોકે કંપની કહે છે કે તે દરેક ઑક્સિજન-ઉત્પાદનના ચક્ર પછી આમાંથી મોટાભાગનાને રિસાઇકલ કરી શકે છે.
મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટૅકનૉલૉજીના પીએચડી વિદ્યાર્થી, પલક પટેલ તેમના સાથીદારો સાથે ચંદ્રની માટીમાંથી ઑક્સિજન અને ધાતુ કાઢવા માટે પીગળેલા રેગોલિથ ઇલેક્ટ્રોલિસિસ સિસ્ટમનો પ્રયોગ કરી રહ્યા છે.
"અમે ખરેખર તેને રિસપ્લાય મિશનની સંખ્યા ઘટાડવાનો પ્રયાસ ના દૃષ્ટિકોણથી જોઈ રહ્યા છીએ," તેઓ કહે છે.
આ સિસ્ટમ ડિઝાઇન કરતી વખતે પટેલ અને તેમના સાથીઓએ ડૉ. બર્ક દ્વારા વર્ણવેલ સમસ્યાનો ઉકેલ લાવવાનો પ્રયત્ન કર્યો છે.
ઓછી ગુરુત્વાકર્ષણ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર બનેલો ઑક્સિજન પરપોટાના ટુકડાને અવરોધી શકે છે. આનો સામનો કરવા માટે તેઓએ "સૉનિકેટર" નો ઉપયોગ કર્યો, જે પરપોટાને ધ્વનિતરંગો સાથે વિસ્ફોટ કરીને તેમને દૂર કરે છે.
પટેલ કહે છે કે ચંદ્ર પર ભવિષ્યમાં સંસાધન નિષ્કર્ષણ મશીનો રેગોલિથમાંથી આયર્ન, ટાઇટેનિયમ અથવા લિથિયમ પણ મેળવી શકે છે.
આ સામગ્રી ચંદ્ર પર રહેતા અવકાશયાત્રીઓને તેમના ચંદ્રના આધાર માટે 3D-પ્રિન્ટેડ સ્પેરપાર્ટ્સ અથવા ક્ષતિગ્રસ્ત અવકાશયાન માટે રિપ્લેસમેન્ટનાં ઘટકો બનાવવામાં મદદ કરી શકે છે.
ચંદ્ર પરના રેગોલિથની ઉપયોગીતા ત્યાં જ અટકતી નથી.
પટેલ નોંધે છે કે, એક અલગ પ્રયોગમાં તેમણે સિમ્યુલેટેડ રેગોલિથને પીગાળીને એક ખડતલ, શ્યામ, કાચ જેવી સામગ્રી બનાવી છે.
તે અને તેના સાથીઓએ આ પદાર્થને મજબૂત ઇંટોમાં કેવી રીતે ફેરવવો તે શોધવાનું કામ કરી રહ્યા છે જેનો ચંદ્ર પર ઇમારત બનાવવા માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે - એક કાળા રંગનો પ્રભાવશાળી મોનોલિથ, કહો. કેમ નહીં?
બીબીસી માટે કલેક્ટિવ ન્યૂઝરૂમનું પ્રકાશન
