رفتن به مطلب
.MohammadReza.

معدنکاری در کره ی ماه ، مریخ وسیاره ها – دومین میزگرد ذخایر معدنی فضا

پست های پیشنهاد شده

نوشته شده توسط جفریتیلور (از موسسه ژئوفیزیک وسیاره شناسی هاوایی)

ترجمه :محسن علیلو

یک گروه بین المللی متشکل از دانشمندان ، معدنکاران ، مهندسین هوافضا ، نظریه پردازان ومتخصصان دیگر در گلرن کلرادو با هم دیدار و در مورد به کارگیری ذخایر معدنی وفضا به بحث وگفتگو پرداختند . دومین میز گرد ذخایر معدنی فضا ، در مدرسه معادن کلرادو برگزار شد و از طرف مدرسه معادن ،ناتسا وموسسه تحقیق در مورد سیارات حمایت شد .برگزار کنندگان در مورد ذخایر معدنی ماه ، مریخ وسیاره ها وجنبه های حقوقی واقتصادی استفاده از ذخایر معدنی ر سیاره ها بحث وتبادل نظر کردند .

در این گزارش به بررسی ذخایر معدنی ماه اکتفا می کنیم .تولید با ارزش روی کره ی ماه ، مریخ یاسیاره ها نیازمند مطالعه نمونه های کره ماه وشهابسنگ ها ، سیاره ومریخ ونیز استفاده گسترده از اطلاعاتی که در مورد آنها داریم می باشد که مستلزم علمی بنام شیمی کیهان است.

*انرژی خورشیدی –قمری

متخصصین انرژی خاطرنشان ساختند که ما نیازمند جایگزینهایی برای سوخت فسیلی هستیم .آنها دلایل مختلفی ارائه می کنند :مسائل ومشکلات زیست محیطی در سوختن کربن وجود دارد ، سوختهای قدیمی سرانجام تمام خواهند شد ، با توسعه ملتها وجمعیت روز افزون ، کاربرد انرژی هم رشد بی سابقه ای خواهد داشت . در مقابل همه ی این مسائل ، انرژی خورشیدی بعنوان گزینه ای برای حل مشکلات انرژی جهان مطرح می شود .اگر چه انرژی خورشیدی هم در کره ی زمین گزینه مناسبی نیست .چون اگر یک مکان فرض روی کره زمین را در نظر بگیریم ، این امکان نیمی از زمان را در تاریکی به سر می برد .ابرها وگرد وغبار هم از 50٪بقیه انرژی خورشیدی می کاهند .بنابراین ،گزینه ای که باقی می ماند بهره برداری از انرژی خورشیدی درفضاست.این ایده از اواخر سال 1960 میلادی مطرح شد .اکنون تکولوژی جدید ،آنرا بسیار جذابتر از آنچه که در آغاز بود ،کرده است.

بزرگترین مشکلی که در این راه وجود دارد ، هزینه انتقال مواد از زمین به کره ی ماه است .اما شاید همه ی مواد مورد نیاز د ر کره ی ماه وجود داشته باشد !

nasa-lunar-mining-facility.jpg

 

دیوید کریسول (از دانشگاه هوستون )سالها کوشید تا ثابت کرد که همه ی مواد معدنی مورد نیاز در کره ی ماه هستند فقط باید توانایی تولید مواد مورد نیاز در آنجا وجود داشته باشد .نیروی خورشیدی می تواند در فضا تولید شود وبه زمین گرما ببخشد.مواد مورد نیاز برای این کار ،زیادند وحمل آنها از زمین به ماه ، هزینه بر است بنابرین مقرون به صرفه خواهد بود اگر که این مواد را از خود کره ی ماه استخراج کنیم یا حتی از کره ی ماه برای جمع کردن انرژی خورشیدی استفاده کنم!کریسول گفت که ایستگاههای انرژی خورشیدی باید روی ماه شناسایی شوند. او توصیه کرد که این دستگاههادر هر دو سمت چپ وراست کره ی ماه باشند .این امر ،استفاده مداوم وبی وقفه انرژی را ابرای کره ی زمین امکان پذیر می ساخت .سلولهای خورشیدی نور خورشید را جمع کرده وبه فرستنده های میکروویو ارسال خواهند کرد. آنتنهای میکروویو انرژی را پخش خواهند کرد وانرژی در زمین ،توسط آنتهای دیگری دریافت خواهد شد.

کریسول اظهار داشت که سلولهای خورشیدی روی کره ی ماه نیازی به داشتن بازده بالا ندارند و در عین حال می توانند شهرکهای زیادی را روی کره ی زمین پوشش دهند .کار ما فقط ساخت سلولهای خورشیدی وآنتنهایی روی کره ی ماه است آلکس ایگناتیف ، همکار کریسول در دانشگاه هوستون ، یک راه حل پیشنهاد کرد :او یک طرح اساسی برای ((ربات سازنده سلولهای خورشیدی )) ارائه کرد . این ربات روی سطح کره ی ماه ،از یک طرف ماه به طرف دیگر آن حرکت خواهد کرد وپشت سر آن ، در مسیر حرکتش سلولهای خورشیدی که تولید می کند قرار خواهند گرفت !وقتی که ربات از یک منطقه عبور کرد ، نورخورشید حاصل از سلولهای خورشید ی سطح را خواهد گرفت وبعد آن منطقه به سرعت سرد شده ویک سطح صاف وشیشه ای خواهد ساخت . در طی یک سیستم وفرآیند دیگر ،در اثر تبخیر ،سیلیکون از خاک کره ی ماه استخراج خواهد شد و در لایه های نازک روی سطح شیشه ای انباشته خواهد شد .انباشتن این لایه های نازک نیازمند خلأقوی ست ، ماه این خلأ را دارد .اتمسفر ماه ،فشاری در حد یک تریلیونم فشار زمین دارد . نتیجه کار ،یک شبکه وسیعی از سلولهای خورشیدی خواهد بود .شاید هنوز نتیجه کار رضایت بخش نباشد .ایگناتیف تلاشهای زیادی کرد تا ثابت کند این ایده ،عملی ست .سرانجام دانشمندان به این نتیجه رسیدند که این ،یک راه امیدوارکننده برای تولید انرژی در کره ی ماه است. شایدانرژی زمین در طی دهههای آینده از یک منبع تمام نشدنی انرژی خورشیدی در سطح کره ی ماه تامین شود !

این طرح که توسط پت راولینگز کشیده شده است ،اتیده ی ایگناتیف را در مورد یک ربات متحرک که روی سطح ماه حرکت کرده وسلولهای خورشیدی می سازد را نشان می دهد-

*کیمیاگری در ماه :تبدیل باطله به محصولات با ارزش

طرحهای استخراج اکسیژن از خاک ماه برای مدت طولانی مطرح بود .تقریباً همه ی آنها ،علاوه بر اکسیژن ،محصولات دیگری مثل آهن وتیتانیوم هم تولید می کردند .خیلی از این طرحها ،کم وبیش به حرارت بالایی نیاز دارند به همین علت انرژی زیادی لازم خواهد بود . در بعضی از این فرآیندها از اسید فلوئوریک استفاده می کنند .این فرآیندها که در آنها از اسید فلوئوریک استفاده می کنند ،به حرارت بالایی نیاز ندارند ولی اسید فلوئوریک بیش از حد سمی وخورنده است.

استیوژیلت (از دانشگاه نوادا) که در مورد راههای جداسازی عناصر روی کره ی زمین مطالعه می کند ،پیشنهاد کرد از مواد شیمیایی آلی برای استحصال عناصر با ارزش در درجه حرارت پایین استفاده شود .وقتی که خاک ماه داخل یک مخلوط مایعات آلی قرار می گیرد مواد باارزش می توانند جدا شوند .اینها می توانند برای خیلی از اهداف در ماه ،مفید باشند مثل ساختن ماشینهای در ابعاد مولکولی (که نائوتکنولوژی مولکولی نامیده می شود )اگر ماه یک بخش مهمی از اقتصاد وتجارت در زمین باشد ،این تکنولوژی ضروری خواهد بود.

دانشمندان مختلفی در مورد تجربیاتشان روی استحصال اکسیژن با استفاده از تکنیکهای دما بالای سنتی بحث وتبادل نظر کردند . در بین این دانشمندانت ،جیحز بلاسیس (از لابراتوار ملی لس آلاموس )،جیوانی دماریا (از دانشگاه رم )ویوشیدا وهمکارانش (از موسسه تکنولوژی توکیو)هم به چشم می خوردند.

همه این دانشمندان از دستگاههایی برای زدودن گرد وغبار ماه بمنظور سهولت واکنش آن با گاز هیدروژن استفاده می کردند .البته این تجربیات با استفاده از خاک شبیه سازی شده کره ی ماه بدست می آمد .چون نمونه های واقعی کره ی ماه خیلی هزینه بر هستند.

دماریا از امواج فراصوت برای لرزش ستونی از گرد وخاک استفاده کرد وبقیه دانشمندان از نیروی حاصل از جریان دادن گاز هیدروژن برای ساختن توده ای از گرد وخاک که شبیه یک مایع رفتار کند استفاده کردند. تجهیزات بلاسیس هیدروژن را یونیزه کرده وآن را واکنش پذیر می ساخت .بقیه دانشمندان ،گاز وخاک را حرارت می دادند .تمامی روشها ،بوسیله واکنش هیدروژن با خاک ،آب تولید می کردند . روی کره ی ماه ،این آب می تواند موجب پیدایش وادامه حیات شود ؛مهمتر از آن ،این آب می تواند به هیدروژن واکسیژن تجزیه شده بعنوان سوخت راکت استفاده شود !این روشها،علاوه بر اینها ،آهن هم تولید می کردند که می توانست بعنوان مواد ساختمانی یا کابلهای الکتریکی استفاده شود البته اگر ما بتوانیم راهی برای جدا کردن آن از خاک باقیمانده کره ی ماه پیدا کنم .

لاری تیلور (از دانشگاه تونس )، از وقتی که نخستین مجوعه نمونه ها از ماه آورده شدند ،روی آنها کار می کند. او همچنین دنبال راههایی ست که اکسیژن را از خاک کره ی ماه استحصال کند.اخیراً،او به همراه یک متهم ،روی ویژگیهای نوری سطح ماه کار کرده است .او به این نتیجه رسیده است که کوچکترین ذرات خاک ماه ،که کمتر از 20*هستند،با ذرات کوچکی از آهن ، در حدnm 100-10 ،پوشیده شده اند .بعد از این نتایج ،ما مجبوریم با ذخایر معدنی ماه چه کنیم ؟این نتایج به دودلیل مهمند :اولاً ممکن است بتوان ریزترین ذرات گرد وغبار را تصیفه کرد.گرد وخاکهای سنگی می توانند خطر جدی برای سلامتی کارگران آینده روی کره ی ماه محسوب شوند .ذرات ریز آهن همه ذرات کوچک غبار ماه را مغناطیس می کند بنابراین ،آهن رباها می توانند گرد وغبار را از هوا جمع کرده وبرای تمیز کردن سطح ماه استفاده شوند.

دوماً: ویژگیهای مغناطیسی ذرات کوچک ،به ما راهی برای جمع کردن ریزترین گرد وخاکها را می دهد وبوسیله حرارت دادن ،ذرات ریز آهن با هم ترکیب شده وبه ذرات بزرگتر تبدیل می شوند که بعداً می توانند از هم جدا شوند .

نیز هیدروژن یک عنصر مفید در صنعت ماه است .توده ای از ذرات ریز ،سطحی بزرگتر از توده ی ذرات درشت دارند بنابراین مقدار هیدروژن در توده ذرات ریز بیشتر از توده ذرات درشت است.بنابراین ،می توان با جدا کردن ذرات کوچک ، هیدروژن را هم جمع آوری کرد.

حفر چال در سیاره ها :

تعدادی از مهندسین معدن با همکاری هم سعی می کنند راههایی برای اکتشاف واستخراج منابع معدنی در سیاره ها پیدا کنند. تعدادی دیگر سعی می کنند نحوه ی حفر چاه آب در مریخ را بررسی کنند .آن مکانها با کره ی زمین خیلی فرق دارند.

بنابراین مهندسین باید تکنیکها وتجهیزاتشان را تغییر دهند .دیل بوچر (از مرکز شمالی تکنولوژی نوین در انتاریوم از تجربه وسیع خود در طراحی وسیله حفاری کم وزن وکم قدرت برای حفر چال در مریخ استفاده کرده است .

نیز بلاسیس روی نحوه ی حفاری مریخ کار کرده است .او وهمکارانش تشخیص دادند که بسیاری از اجزای دکل حفاری که روی کره ی زمین استفاده می شوند ،می توانند برای استفاده در کره ی مریخ وسیاره ها تعدیل شوند.

خانم لسلی گرچ (از دانشگاه تکنولوژی میشیگان )تشریح کرد که چگونه وقتی یک ذخیره معدنی روی یک سیاره شناسایی شد ، می توان ان را استخراج کرد ، او توضیح داد که مهمترین چیز در این مورد ،جنس سیاره ها می باشد .برای مثال ،سیاره ممکن است از ترکیب یخ وسنگ تشکیل شود ،ضعیف باشد ،به آسانی شکستته شود ویا از سنگی محکم وقوی باشد .نیز احتمال دارد از آهن تشکیل شده باشد .این نشان می دهد که ما باید قبل از اینکه تصمیم بگیریم که چگونه سیاره را استخراج کنیم ،مشخصات وخصوصیات آن را به طور دقیق بررسی کنیم .

در اینده ...

مردم بالاخره تصمیم خواهند گرفت که در فضا کار کنند ودر آنجا زندگی کنند .ساختن وبهره گیری از ایستگاههای انرژی خورشیدی وقمری شاید این آرزو را محقق سازد ویا صنعت گردشگری را در فضا رونق دهد .هر چه ما به تحقق این آرزو نزدیک تر می شویم ،نیاز به استفاده از ذخایر معدنی قابل دسترسی در فضا بیشتر می شود .حمل مواد معدنی مورد نیاز از کره ی زمین به فضا خیلی پر هزینه است واز طرفی ،ذخایر معدنی مورد نیاز در کره ی ماه ،مریخ وسایر سیاره ها وجود دارند .شرکت کنندگان در میزگرد ذخایر معدنی فضا اتفاق نظر داشتند که ما به پی جویی واکتشاف کانسارهای خارج از کره ی زمین برای یافتن ذخایر معدنی ودانستن نحوه ی استخراج آنها نیاز داریم .بنابراین ، متخصصان مینرالوژی ومهندسین معدن نقشهای مهمی را در جستجو واستخراج ذخایر معدنی فضا ایفا خواهند کرد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

سیارکها از دید دانشمندان گنجهایی فضایی و انگیزه اصلی بسیاری از طرح ها و برنامه های فضایی آینده به شمار می روند. مواد ارزشمند معدنی نهفته در درون سیارکها یکی از اهدافی است که دسترسی به آن نیازمند راهکارهای چالش برانگیز و فناورانه ای خواهد بود.

 

به گزارش خبرگزاری مهر، سیارکی 198 متری می تواند حاوی فلزاتی از خانواده پلاتینیوم به ارزش بیش از یک میلیارد دلار باشد یا مقادیر باورنکردنی یخ یا آب درون آن پنهان شده باشد، ماده ای که شاید در فضا از ارزش بالاتر از پلاتینیوم برخوردار باشد زیرا می توان به سرعت آن را به سوخت تبدیل کرد.

 

با این همه استخراج این منابع چالشهای منحصر به فردی را به دنبال دارد برای مثال گرانش نزدیک به صفر سیارکها و سرعت بالای چرخش آنها به این معنی است که سیارک-نوردان باید همه چیز، از جمله خودشان را به بدنه سیارک وصل کنند و یا خطر شناور ماندن در سطح سیارک را به جان بخرند.

 

بر اساس گزارش گیزمگ، اکنون سه سفر فضایی به سیارکهای مختلف انجام شده و برنامه هایی نیز برای سفرهای آینده به این اجرام شناور در فضا تدوین شده اند.

 

فضاپیمای NEAR Shoemaker اولین فضاپیمایی است که در سال 2001 بر روی یک سیارک فرود آمده است. پس از آن کاوشگر هایابوسای ژاپن در سال 2010 به عنوان اولین فضاپیمایی معرفی شد که توانست از یک سیارک به زمین بازگشته و نمونه هایی را به همراه خود بیاورد. کاوشگر "داون" نیز از سال 2011 سفر خود را در مدار سیارک وستا آغاز کرده است.

 

ناسا قصد دارد تا سال 2025 فضانوردانش را بر روی یک سیارک فرود بیاورد. تا سال 2035 ماموریتهای فضایی طولانی مدت امکان تولید تجاری سوخت هیدروژنی بر روی سیارکها را امکان پذیر خواهند ساخت و در سال 2050 نیز کاسته شدن از هزینه سفرهای فضایی می تواند استخراج فلزات از درون معادن سیارکی را به فرایندی سودآور تبدیل کند.

 

بر اساس گزارش پاپ ساینس، در ادامه مراحل و تکنیکهایی که در آینده برای استخراج مواد ارزشمند معدنی و طبیعی از دل سیارکها انجام خواهند گرفت در تصاویری شبیه سازی شده معرفی شده اند:

733327_orig.jpg

 

استخراج سطحیروباتها در آینده می توانند سنگهای فلز دار را با استفاده از شانه های مغناطیسی جمع آوری کرده و سپس آنها را برای پالایش به ایستگاه مرکزی انتقال می دهد

 

733330_orig.jpg

حفاریمعدنچیان می توانند با استفاده از سیستم روباتیک دوگانه ای در اعماق سیارک حفاری کنند، این سیستم روباتی مجهز به لیزر است که می تواند مواد را تا روی سطح سیارک بالا بکشاند و در این بخش روباتی دیگر مواد استخراج شده را به مرکز پالایش خواهد برد

733332_orig.jpg

پالایش

پالایشگاه های زمینی معمولا مواد را بر اساس جرمشان جداسازی می کنند؛ در یک سیارک با گرانش پایین، معدنچیان باید برای پالایش

از سانتریفیوژها استفاده کنند

 

733326_orig.jpg

اتصال به سیارکدانشمندانی که بر روی راهکارهای جلوگیری از پرتاب شدن معدنچیان از سطح سیارک به میان فضا مطالعه می کنند به سیستمهای مختلفی، از طنابی و سنگرهای زمینی گرفته تا مواد چسبی، نیزه ها و کوله پشتی های جت دار اندیشیده اند تا از فضانوردان در برابر گرانش محدود سیارک محافظت کنند

733331_orig.jpg

سوخت گیریفضاپیماهایی که در مسیر خود به سوی مریخ و یا مقصدی دورتر قرار دارند می تواند آبهای استخراج شده از یک سیارک را در میان راه خریداری کرده و سپس با استفاده از الکترولیز آن را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل کنند تا بتوانند از اکسیژن آن برای تنفس و از هیدروژن آن به عنوان سوخت استفاده کنند

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...