علماء يبتكرون "مايكروويف قمري" لاستخراج وتنقية المياه من تربة القمر

في خطوة رائدة نحو استكشاف الفضاء، فاز فريق من الباحثين في شركة 'نايكر ساينتيفيك' بجائزة تحدي 'أكوالونار' الذي أطلقته وكالة الفضاء البريطانية، بعد تطوير جهاز مبتكر يُدعى 'SonoChem'، قادر على استخراج وتنقية المياه من تحت تربة القمر المتجمدة.

بفضل هذا الابتكار الفريد، حصل فريق 'أكوالونار' على جائزة مالية قدرها 194.000 دولار أمريكي (150,000 جنيه إسترليني)، مما يعكس الأهمية الكبيرة لهذا الإنجاز في دعم استدامة الحياة على سطح القمر.

المياه المتجمدة.. مفتاح القواعد المأهولة على القمر

تشير التقديرات إلى أن 5.6% من تربة القمر، المعروفة باسم 'الريجوليث'، تحتوي على مياه متجمدة على شكل جليد، لا سيما حول القطب الجنوبي للقمر.

وإذا تم استخراجها وتنقيتها بنجاح، فقد تصبح أساساً لإقامة قاعدة مأهولة صالحة للاستخدام، وفقاً لما صرّحت به ميغان كريستيان، إحدى حكام تحدي 'أكوالونار'، لموقع 'إنترستينغ إنجينرينغ'.

تحديات تنقية مياه القمر

تنقية مياه القمر تُعد أكثر تعقيداً من تنقية المياه على الأرض، نظراً لعدة عوامل:

1- اختلاط المياه بالتربة المتجمدة والغبار السام والمواد الكيميائية.

2- التعرض المستمر للإشعاعات الكونية، بسبب غياب الغلاف الجوي، مما قد يؤثر على التركيب الكيميائي للمياه.

3- انخفاض جاذبية القمر وتقلبات درجات الحرارة الشديدة، التي قد تؤثر سلباً على أنظمة التنقية التقليدية.

4- ندرة مصادر الطاقة، مما يستلزم تطوير أنظمة تنقية عالية الكفاءة وقليلة الاستهلاك للطاقة.

بيئة قاسية.. وتشبيه بالحديقة الخلفية!

وصف لولان نايكر، المدير الفني لشركة 'نايكر ساينتيفك'، التحدي المعقد قائلاً: 'تخيل أنك تحفر تربة حديقتك الخلفية في منتصف الشتاء لاستخراج مياه متجمدة للشرب، الآن تخيل أنك تفعل ذلك في بيئة تصل حرارتها إلى -200 درجة مئوية، في فراغ شبه مثالي، مع جاذبية منخفضة، وبكميات محدودة جداً من الطاقة الكهربائية.. هذا هو التحدي الحقيقي على القمر!'

كيف يعمل جهاز SonoChem؟

يستخدم جهاز 'SonoChem' تقنية مستوحاة من أفران الميكروويف المنزلية، حيث تعمل آليته على النحو التالي:

1- يتم إدخال التربة القمرية الجليدية في قمع كبير.

2- يقوم مثقاب داخلي بدفع التربة عبر أنبوب زجاجي يمر عبر ميكروويف جانبي.

3- يقوم الميكروويف بتسخين التربة، ما يؤدي إلى تبخر الماء والملوثات المختلفة، بينما تبقى التربة الصلبة في الخلف.

4- في ظل انعدام الهواء على القمر، يتخطى الماء مرحلة السائل ويتحول إلى جليد مجدداً.

5- يتم تعريض الجليد إلى موجات فوق صوتية، تؤدي إلى تشكيل ملايين الفقاعات الدقيقة في الماء الملوث.

6- داخل هذه الفقاعات، تنشأ درجات حرارة وضغط هائلان، مما يؤدي إلى تحلل الملوثات وتبخرها، لتتبقى مياه نظيفة صالحة للاستخدام.

نتائج واعدة.. وتطبيقات مستقبلية

اختبر فريق 'نايكر ساينتيفك' الجهاز باستخدام تربة قمرية اصطناعية مصنوعة من الرمل، وكانت النتائج مشجعة.

ويأمل الباحثون أنه إذا نجح 'SonoChem' على سطح القمر، فسيكون بالإمكان استخدامه مستقبلاً، لتنقية المياه من الأنهار الجليدية على المريخ، بل وحتى في بعض البيئات القاسية على الأرض التي لا تنجح فيها طرق الترشيح التقليدية.