MARS’TA NASIL OKSİJEN VE SU ÜRETECEĞİZ?

Bilim insanları yüzde 95 oranında zehirli karbondioksit içeren ve hava basıncı Dünya’nın yüzde 1’ine eşit olan kurak Mars’ta oksijen ile su üretecek özel makineler tasarladılar. Hem uzay gemileri, hem de Mars’taki astronotlar için oksijen, su ve metan yakıtı üretecek kimya reaktörleri nasıl çalışıyor?

UZAY GEMİSİNDE OKSİJEN ÜRETİMİ​

Kızıl gezegen Mars yaz sıcaklarından bunalanlar için en ideal gezegen: Hem bize yakın hem de ortalama sıcaklığı -60°. Ancak, Mars’a gitme ve yerleşmenin zorluklarını aşsak bile bir de Mars’ta nasıl yaşayacağımız konusu var: Mars’ta yaşamak için gereken oksijen, su ve yakıtı nasıl üreteceğiz?

Neyse ki NASA’ya destek olmak için 25 yıldır insanlı Mars seferleri tasarlayan emekli Lockheed-Martin mühendisi ve Mars Derneği kurucusu Robert Zubrin buna bir çözüm getirdi:


METS ve WETS kimya reaktörleri, Mars atmosferindeki karbondioksiti parçalayıp hidrojen-karbon atomlarıyla birleştirerek bize gerekli su, moleküler oksijen ve metan akaryakıtını sentezleyebilirler. Ancak, bu kimyasal reaksiyonları anlatmaya geçmeden önce Mars’a sağ salim gitmemiz lazım.

Öyleyse biz de uzay gemilerinde nasıl oksijen üreteceğimizi görelim. Nitekim Caltech Üniversitesi kimya mühendisliği profesörü Konstantinos P. Giapis ve doktora sonrası burslu araştırmalar yapan Yunxi Yao, astronotların soluduğu havadaki karbondioksiti oksijene çevirmenin pratik bir yolunu buldular.

İlgili yazı: Kara Delik Motorlu Uzay Gemileri

UZAY GEMİSİNDE HAVA TEMİZLİĞİ​

Bildiğiniz gibi insanlar oksijen soluyup ortama karbondioksit (CO2) veriyor. CO2 düşük oranlarda zehirli değil; ama uzay gemisindeki havayı temizlemezseniz astronotlar karbondioksitin artması nedeniyle zehirlenebilirler.

Öte yandan, uzaya yük çıkarmak pahalı olduğu ve Mars’a gidip dönmek de 18 ay süreceği için astronotlara gereken havanın tamamını Dünya’dan getirmemiz imkansız. Nitekim Ay’a insan taşıyan Apollo uzay araçları da kabin havasını temizleyen CO2 filtreleri kullandılar.


Caltech araştırmacıları ise hem uzay gemisindeki havayı temizleyecek, hem de astronotlara oksijen üretecek olan yepyeni bir geri dönüşüm makinesi geliştirdiler.2 Bunun için de kuyrukluyıldızlardan esinlendiler.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

NASIL DERSENİZ​

Kuyrukluyıldızların Güneş’e yaklaşınca buharlaşan donmuş bileşikler ve su buzu içeren uzay kayaları, yani ıslak asteroitler olduğunu belirtelim. Tabii Güneş’e yaklaşınca bunlar buharlaşıp bir gaz bulutu oluşturuyor. Güneş rüzgarı da bunu arkaya üfleyerek ünlü kuyrukluyıldız kuyruğunu yaratıyor.

Dahası kuyrukluyıldızlar uzayda moleküler oksijen, yani O2 görebileceğimiz nadir cisimlerdir. Oysa Mars’ı Dünyalaştırmak için gezegene kuyrukluyıldız çarpmak veya dev uzay gemilerinde kuyrukluyıldız taşımak şimdilik mümkün değil. Öyleyse oksijeni uzayda ve Mars’ta kendimiz üreteceğiz.

Peki bu neden önemli? Nefes almak ve su içmek için gayet önemli. Sonuçta moleküler oksijeni uzay gemileri ve Mars üslerinde depolamak çok kolay. Üstelik Dünya’da moleküler oksijen üretmek için hangi kimyasal reaksiyonu kullanacağımızı da biliyoruz. Geriye bunu ticari olarak ölçeklemek kalıyor:

Bu yöntemle kayaları ısıtarak içindeki oksijeni açığa çıkarabiliyoruz ki bu konuda da kuyrukluyıldızlardan ilham aldık. Öyleyse öncelikle kuyrukluyıldızlarda moleküler oksijenin nasıl üretildiğini görelim; çünkü uzay gemilerinde oksijen üretimi için bunun bir benzerini kullanacağız.

İlgili yazı: Fizikçiler Schrödinger Kedisini Nasıl Kurtardı?

UZAYDAKİ OKSİJEN REAKTÖRLERİ​

Kuyrukluyıldızların bileşikleri buharlaştıktan sonra güneş rüzgarı bu gazı uzaya üflüyor, Ancak, bu cisimler Güneş çevresinde eliptik yörüngelerde döndüğü için yıldızımıza sürekli farklı yüzlerini çeviriyor. Bu nedenle hiçbir kuyrukluyıldız sürekli olarak güneş rüzgarını tam karşısına almıyor ve rüzgara kafadan dalmıyor.

Dolayısıyla güneş rüzgarı da oksijenden başka element ve moleküller de içeren bu gaz bulutunun bir kısmını uzaya üflemek yerine, yüksek hızlı bir fırtına gibi eserek kuyrukluyıldıza geri püskürtüyor.


Kısacası gaz bulutundaki molekül ve atomlar, güneş rüzgarını oluşturan parçacıklarla çarpışıp kuyrukluyıldız yüzeyine bilardo topu gibi geri sekerek hızla yüzeye çarpıyor. Çarpışmanın şiddetiyle oksijen atomları diğer bileşiklerden ayrılıyor ve moleküler oksijen üretilmiş oluyor.

CALTECH İSE YAPAY OKSİJEN ÜRETTİ​

Elbette Mars’a gidecek uzay gemilerinde Dünya havası bulunuyor. Oksijen ve azot dışında havanın en önemli bileşeni ise astronotların solurken ortama saldığı karbondioksit gazı: Caltech araştırmacıları da kuyrukluyıldızların doğal parçacık hızlandırıcısı yardımıyla moleküler oksijen üretme sürecini taklit ederek CO2 gazını parçalayıp içindeki oksijeni çekip alan bir makine inşa etti.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Caltech’in insanlı Mars uzay gemileri için geliştirdiği oksijen üretme makinesi.

OKSİJEN MAKİNESİ NASIL ÇALIŞIYOR?​

Doğrusu bu makineyi dizayn etmek hiç de kolay olmadı. Evet, karbondioksit hem Mars atmosferi, hem uzay gemisi havası, hem de kuyrukluyıldızlarda bulunuyor. Ayrıca tek oksijen atomu olan H20 formüllü su moleküllerinin tersine, birbirine daha zayıf olarak bağlanan iki oksijen atomu içeriyor.

Bu nedenle ucuza oksijen üretmek için su yerine CO2’yi parçalamak iyi bir seçim. Ancak, resimde görüldüğü gibi karbondioksit molekülü, aynı zamanda karbon atomunun iki yanına düz çizgi halinde bağlanan oksijen atomlarından oluşuyor. Dolayısıyla sorun bu atomları karbondan koparmak değil.


Asıl sorun, elde edeceğimiz serbest oksijeni ortamdan kaybolmadan önce moleküler oksijen (O2) halinde birbirine bağlayıp depolamak. Aksi takdirde ürettiğimiz oksijen çevredeki diğer atomlarla moleküllere bağlanabilir, onları oksitleyebilir ve astronotlar da solumak için serbest oksijen üretememiş olurlar. Nitekim Mars atmosferindeki oksijeni bu yüzden kaybetti:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

MARS’TA OKSİJEN KAYBI​

Biz de bu yüzden Mars’ta aynı sorunu yaşayacağız: Örneğin, eskiden Mars’ın kalın bir atmosferi vardı ve kızıl gezegen yüzeyinde sıvı su tutabiliyordu. Atmosfer incelip su buharlaşınca su molekülleri de Güneş’in morötesi ışınları ve güneş rüzgarının etkisiyle parçalandı.

Hafif hidrojen atomları zayıf Mars yerçekiminden kurtularak uzaya kaçtı. 8 proton içeren ağır oksijen atomları ise Mars yüzeyine çöktü ve kayalardaki demiri oksitleyerek bütün gezegeni paslandırdı. Kızıl gezegen takma adını buradan aldı.

Özetle sizi şaşırtabilir ama Mars’ta oksijen var; ancak atmosferde bulunmuyor ve olan oksijeni çıkarmak için de toprağı kazıp ısıtarak oksijeni tekrar serbest bırakmak gerekiyor. Oksijen üretim makineleri işte bunu yapacak; fakat aynı zamanda oksijeni atomlarını birbirine bağlayıp yeniden ziyan olmasını önleyerek moleküler oksijen (O2) üretecekler.

CALTECH OKSİJEN SORUNUNU NASIL ÇÖZDÜ?​

Bilim insanları karbondioksit gazını ince bir altın plakaya hızla üfleyerek çarptılar (kuyrukluyıldızlarda oksijenin diğer bileşiklerden ayrışmasını taklit ettikleri nokta bu). Tabii altın oksijen atomu içermediği ve oksitlenmediği için CO2 moleküllerinin parçalanmasıyla açığa çıkan oksijenin de altınla birleşmesi mümkün olmadı. Ayrıca oksijen çok reaktif olduğu için hemen diğer oksijen atomlarıyla bağlanarak moleküler oksijen üretti. Mars’a gidecek uzay gemilerinde oksijen üretimi sorunu böylece çözüldü.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Robert Zubrin.

GELELİM MARS’TA OKSİJEN ÜRETMEYE​

Caltech çözümü sadece uzay gemilerinde astronotların ihtiyacı olan oksijeni üretmek için tasarlandığından Mars’ta yaşayacak insanlar için uygun değil. Ayrıca sadece karbondioksitten oksijen üretebiliyor. Oysa Mars’taki insanların içme suyu ve metan yakıtına da ihtiyacı olacak.

İçme suyu turfanda meyve sebze yetiştirilen seraları sulamakta ve temizlik amacıyla da kullanılacak. Su aynı zamanda çeşitli ürünlerin imal edilmesinde işe yarayacak. Metan akaryakıtı ise Mars roketlerinin Dünya’ya geri dönmesini kolaylaştıracak; çünkü dönüş yakıtını Dünya’dan getirmeye gerek kalmayacak.

Mars’ta metanın faydaları say say bitmez: Metan ısınma amacıyla ve doğal gaz enerji santrallerinde kullanılacak. Bunun dışında Mars’taki kara taşıtlarını ve belki de insanlı Mars hava araçlarını uçuracak. Örneğin, Mars’ta bir yere inen insanlar diğer yerlere roketle gitmek yerine Mars uçakları ve helikopterleriyle gidebilecekler ki buna Mars’ı araştıracak keşif dronları da dahildir.

Metan Dünya’da ölümcül küresel ısınmaya yol açsa da kızıl gezegende çok işe yarayacak ve karbondioksitten 28 kat etkili bir sera gazı olarak Mars’ı ısıtıp Dünyalaştırmakta kullanılacak. Robert Zubrin işte bu yüzden Mars’ta oksijen, su ve metan üretecek olan iki makine geliştirdi.

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

MARS DAVASI​

İnsanlar bir gün Mars’a yerleşirse bunu öncelikle iki kişiye borçlu olacaklar: Robert Zubrin’in teknik altyapısına ve Elon Musk’ın SpaceX şirketine. İkincisini yeteri kadar anlattık ama birincisini pek tanımıyorsunuz. Öyleyse Zubrin’den biraz söz edelim ve neden Mars’ta oksijen üretecek makineler tasarlamakta çok yetenekli olduğunu görelim:

9 Nisan 1952 doğumlu Robert Zubrin, Pioneer Astronautics ve Pioneer Energy şirketlerinin kurucusu, Mars Derneği Kurucusu & Başkanı ve İngiliz Gezegenlerarası Derneği üyesidir. Aynı zamanda üç diploması olan Zubrin, Rochester Üniversitesi matematik bölümü ile Washington Üniversitesi Nükleer Mühendislik & Havacılık ve Uzay Mühendisliği bölümlerinden mezundur.

Biz de kendisini 1996 tarihli Mars Davası (The Case for Mars) kitabından tanıyoruz. Zubrin orada ABD’nin Mars’a gitmeye pek niyeti olmadığını, yurttaşları oyaladığını ve devlete sırtını dayamış şirketlere para kazandırmak yerine, gerçekten Mars’a gitmek istersek bunu sadece 10 yılda 30 milyar dolara yapabileceğimizi söylüyor.

10 yıl Mars’a güvenle insan göndermek için kısa bir süre olabilir; ama 30 milyar dolar konusunda çok haklı ve ben de Zubrin’in Mars seferi planlarını Orion ile Mars çağı başlıyor yazısında anlatmıştım. Öte yandan, Mars’a 400 milyar dolar yerine 30 milyara insan gönderebilecek olmamızın bir sebebi de Zubrin’in, Mars’ta oksijen üreterek astronotlar için geri dönüşümü kolaylaştıran oksijen makineleridir:

İlgili yazı: Evren Simülasyonu Yapan Kara Delik Bilgisayar

MARS’I MÜMKÜN KILAN TEKNOLOJİ SİSTEMİ​

Mars’a Yerleşmeyi Mümkün Kılan Teknoloji Sistemi (METS) ve Su Çıkaran Termal Sistem (WETS), Zubrin ve meslektaşları tarafından Mars’ta yaşamak için tasarlandı. Bu sistemde bir metan, oksijen ve su üretim makinesi bağlı buluyor. Bu makineler oksijen üretimde Mars toprağını (regolit) ve Mars atmosferindeki karbondioksiti ham madde olarak kullanacaklar.

METS’te robot dozerler Mars toprağını kazacak ve kazana koyacak. Ardından atmosferden çekip ısıtılan sıcak karbondioksit gazı, bu kez toprağı ısıtarak su buharı çıkaracak ve bunu ayrı bir kapta yoğuşturacak. METS ve WETS bunun için kullandığı enerjiden daha fazla su, oksijen ve yakıt üretecek.

Peki bu verimli geri dönüşüm nasıl olacak derseniz: Toprağı ısıtmakta kullanılan CO2 gazı, kendisini ısıtan ısıtıcıya geri pompalanacak ve uzun vadede çok az gaz kaybıyla tekrar tekrar kullanılacak. CO2 eksildikçe Mars atmosferinden tazelenecek.

SUYUN PARÇALANMASI​

Bu noktada Mars kolonilerinin su ihtiyacı ve su ekonomisi devreye girecek: suyun bir kısmını içme suyu olarak saklayacaklar. Geri kalanını ise elektroliz yöntemiyle parçalayacaklar. Suya elektrik vererek H2O’yu hidrojen ve oksijen atomlarına ayıracaklar. Oksijeni sıvılaştırıp etkili bir şekilde depolayacaklar. Suyu parçalayarak elde ettikleri hidrojeni ise yakıt üretiminde kullanacaklar.

İlgili yazı: Insight Sondası Dün Mars’a İndi


Büyütmek için tıklayın.

HİDROJEN YAKIT HÜCRELERİ​

Mars’ta üretilecek hidrojen öncelikle insanların yerleşeceği uygun mekanları bulmak ve bilimsel araştırmalar için keşfe çıkmak üzere üretilen dronların güç kaynağı olan hidrojen yakıt hücrelerinde yakıt olarak kullanılacak. Dahası bunlar atık olarak su üretecekler ve bu suyu geri kazanmak da mümkün olacak. Zaten dronların yakıt pilleri pek az hidrojene gerek duyacak.

Hidrojenin büyük kısmı ise karbondioksitle birleştirilecek. Bunun için kullanılan Sabatier reaktörü ile hem metan gazı (CH4) hem de içme suyu üretebileceğiz. Gördüğünüz gibi METS ile WETS (Edi’yle Büdü?) oksijen, hidrojen ve CO2’yi geri kazanmak üzere tasarlanmış bulunuyor.

İlgili yazı: Astronotlar Artık SpaceX Dragon 2 Kapsülüyle Uçacak




KAYNAK: https://khosann.com/marsta-nasil-ok...an,oksijeni tekrar serbest bırakmak gerekiyor.

 

Emeğine sağlık

 

Kaydettim eğer marsa gidersem kullanıacm

 

Kaydettim eğer marsa gidersem kullanıacm

jeneretörü nereden bulacaksın ? karbon atomlarını alıp azot ekleme ile oluyor marsta basınç fazla ve çok sağlam yapılması gerekiyor uçak bile uçmaz marsta basınçtan dolayı yere çakılır

 

Makale harika.

mars yolculuk en kısa olarak 40 gün kadar sürebiliyor ancak bu teoride, mümkün olan ise 260 gün civarı bir sürede marsa varmak ! yolculuk süresi uzadıkça riskler artıyor, geliştirilen makinelerin 260 gün boyunca oksijen sağlayacağı şüpheli bir durum ve güvenilir değil, bu yüzden yolcuğu mümkün oldukça kısa sürede bitirip dünyadan depoladıkları oksijen ile yolculuk etmek en mantıklı çözüm gibi, bu geliştirdikleri cihazlar ise depolanan oksijen azalmaya başladığında devreye sokulabilir. Sonuçta marsa indikleri andan itibaren oksijen üretmek daha kolay olacaktır, çünkü analtıldığına göre zaten hala %1 oranında atmosferde oksijen varmış ve bu kolayca ayrıştırılıp depolanabilir ve orada yaşayacak bir avuç insana fazlasıyla yeter.

Toprak altında donmuş su olduğuda biliniyor ve ispatlandı, bu yüzden su ile bile olsa oksijen üretebilirler marsa varıştan sonra. İnsanlık için gerçekten büyük bir adım olacak, ben Marsın kısa sürede yaşanabilir hale getirileceğine inanıyorum, bazen insanlar şu soruyu sorabilirler , dünya gibi herşeyin bol olduğu ve yaşam dolu bir gezegen varken neden cansız bir gezegende yaşamak için ısrar ediliyor ? bunun tek mantıklı bir cevabı var, insan ırkının olası bir felakette hayatta kalmasını sağlamaktır, dünyada yaşanacak bir felakette insanlık doğal bir soykırıma uğrarsa kainattan silinme tehlikesi vardır, bakın diyebilirsiniz illaki biraz insan hayattra kalır , evet belki bir avuç insan yinede hayatta kalabilir ama ürettiği tüm teknoloji bilim yok olabilir ve insanlık daha önce başardığı tüm atılımlar yok olup sürekli başa sarma durumuyla karşı karşıya kalabilir !

Daha önce yaşanan onca felakette insanlığın eriştiği tüm teknoloji ve bilimin defalarca yok olduğu bilinen birşey, arkeolojik kazılarda bazen öyle materyaller çıkıyorki, diyoruz vay ve geçmişte bunu yapmışlar ! evet işte ama toprak altında kalmış felakete uğramışlar günümüze aktarılamamış. Marsa yerleşmemiz halinde dünyadaki birçok bilim & teknoloji & kültür kopyalarını oraya adeta insanlık deposu misali depolayabiliriz buda insanlığın olası yok oluş tehlikesini %1'e kadar indirir.

Bu yüzden Mars veya başka gezegene olan kolonileştirme çabaları takdir edilmeli ve desteklenmeli. Bizler bir canlı türüyüz nekadar kültür farklılıklarımız olsada bu canlı türü hayatta kalnmak ve geleceğini garantilemek için çalışıyor ve çalışmalıda.

 

Bilim insanları yüzde 95 oranında zehirli karbondioksit içeren ve hava basıncı Dünya’nın yüzde 1’ine eşit olan kurak Mars’ta oksijen ile su üretecek özel makineler tasarladılar. Hem uzay gemileri, hem de Mars’taki astronotlar için oksijen, su ve metan yakıtı üretecek kimya reaktörleri nasıl çalışıyor?

UZAY GEMİSİNDE OKSİJEN ÜRETİMİ​

Kızıl gezegen Mars yaz sıcaklarından bunalanlar için en ideal gezegen: Hem bize yakın hem de ortalama sıcaklığı -60°. Ancak, Mars’a gitme ve yerleşmenin zorluklarını aşsak bile bir de Mars’ta nasıl yaşayacağımız konusu var: Mars’ta yaşamak için gereken oksijen, su ve yakıtı nasıl üreteceğiz?

Neyse ki NASA’ya destek olmak için 25 yıldır insanlı Mars seferleri tasarlayan emekli Lockheed-Martin mühendisi ve Mars Derneği kurucusu Robert Zubrin buna bir çözüm getirdi:


METS ve WETS kimya reaktörleri, Mars atmosferindeki karbondioksiti parçalayıp hidrojen-karbon atomlarıyla birleştirerek bize gerekli su, moleküler oksijen ve metan akaryakıtını sentezleyebilirler. Ancak, bu kimyasal reaksiyonları anlatmaya geçmeden önce Mars’a sağ salim gitmemiz lazım.


İlgili yazı: Kara Delik Motorlu Uzay Gemileri

UZAY GEMİSİNDE HAVA TEMİZLİĞİ​

Bildiğiniz gibi insanlar oksijen soluyup ortama karbondioksit (CO2) veriyor. CO2 düşük oranlarda zehirli değil; ama uzay gemisindeki havayı temizlemezseniz astronotlar karbondioksitin artması nedeniyle zehirlenebilirler.

Öte yandan, uzaya yük çıkarmak pahalı olduğu ve Mars’a gidip dönmek de 18 ay süreceği için astronotlara gereken havanın tamamını Dünya’dan getirmemiz imkansız. Nitekim Ay’a insan taşıyan Apollo uzay araçları da kabin havasını temizleyen CO2 filtreleri kullandılar.


Caltech araştırmacıları ise hem uzay gemisindeki havayı temizleyecek, hem de astronotlara oksijen üretecek olan yepyeni bir geri dönüşüm makinesi geliştirdiler.2 Bunun için de kuyrukluyıldızlardan esinlendiler.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

NASIL DERSENİZ​

Kuyrukluyıldızların Güneş’e yaklaşınca buharlaşan donmuş bileşikler ve su buzu içeren uzay kayaları, yani ıslak asteroitler olduğunu belirtelim. Tabii Güneş’e yaklaşınca bunlar buharlaşıp bir gaz bulutu oluşturuyor. Güneş rüzgarı da bunu arkaya üfleyerek ünlü kuyrukluyıldız kuyruğunu yaratıyor.

Dahası kuyrukluyıldızlar uzayda moleküler oksijen, yani O2 görebileceğimiz nadir cisimlerdir. Oysa Mars’ı Dünyalaştırmak için gezegene kuyrukluyıldız çarpmak veya dev uzay gemilerinde kuyrukluyıldız taşımak şimdilik mümkün değil. Öyleyse oksijeni uzayda ve Mars’ta kendimiz üreteceğiz.



Bu yöntemle kayaları ısıtarak içindeki oksijeni açığa çıkarabiliyoruz ki bu konuda da kuyrukluyıldızlardan ilham aldık. Öyleyse öncelikle kuyrukluyıldızlarda moleküler oksijenin nasıl üretildiğini görelim; çünkü uzay gemilerinde oksijen üretimi için bunun bir benzerini kullanacağız.

İlgili yazı: Fizikçiler Schrödinger Kedisini Nasıl Kurtardı?

UZAYDAKİ OKSİJEN REAKTÖRLERİ​

Kuyrukluyıldızların bileşikleri buharlaştıktan sonra güneş rüzgarı bu ********* uzaya üflüyor, Ancak, bu cisimler Güneş çevresinde eliptik yörüngelerde döndüğü için yıldızımıza sürekli farklı yüzlerini çeviriyor. Bu nedenle hiçbir kuyrukluyıldız sürekli olarak güneş rüzgarını tam karşısına almıyor ve rüzgara kafadan dalmıyor.

Dolayısıyla güneş rüzgarı da oksijenden başka element ve moleküller de içeren bu gaz bulutunun bir kısmını uzaya üflemek yerine, yüksek hızlı bir fırtına gibi eserek kuyrukluyıldıza geri püskürtüyor.


Kısacası gaz bulutundaki molekül ve atomlar, güneş rüzgarını oluşturan parçacıklarla çarpışıp kuyrukluyıldız yüzeyine bilardo topu gibi geri sekerek hızla yüzeye çarpıyor. Çarpışmanın şiddetiyle oksijen atomları diğer bileşiklerden ayrılıyor ve moleküler oksijen üretilmiş oluyor.

CALTECH İSE YAPAY OKSİJEN ÜRETTİ​

Elbette Mars’a gidecek uzay gemilerinde Dünya havası bulunuyor. Oksijen ve azot dışında havanın en önemli bileşeni ise astronotların solurken ortama saldığı karbondioksit *********: Caltech araştırmacıları da kuyrukluyıldızların doğal parçacık hızlandırıcısı yardımıyla moleküler oksijen üretme sürecini taklit ederek CO2 gazını parçalayıp içindeki oksijeni çekip alan bir makine inşa etti.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Caltech’in insanlı Mars uzay gemileri için geliştirdiği oksijen üretme makinesi.

OKSİJEN MAKİNESİ NASIL ÇALIŞIYOR?​

Doğrusu bu makineyi dizayn etmek hiç de kolay olmadı. Evet, karbondioksit hem Mars atmosferi, hem uzay gemisi havası, hem de kuyrukluyıldızlarda bulunuyor. Ayrıca tek oksijen atomu olan H20 formüllü su moleküllerinin tersine, birbirine daha zayıf olarak bağlanan iki oksijen atomu içeriyor.

Bu nedenle ucuza oksijen üretmek için su yerine CO2’yi parçalamak iyi bir seçim. Ancak, resimde görüldüğü gibi karbondioksit molekülü, aynı zamanda karbon atomunun iki yanına düz çizgi halinde bağlanan oksijen atomlarından oluşuyor. Dolayısıyla sorun bu atomları karbondan koparmak değil.


Asıl sorun, elde edeceğimiz serbest oksijeni ortamdan kaybolmadan önce moleküler oksijen (O2) halinde birbirine bağlayıp depolamak. Aksi takdirde ürettiğimiz oksijen çevredeki diğer atomlarla moleküllere bağlanabilir, onları oksitleyebilir ve astronotlar da solumak için serbest oksijen üretememiş olurlar. Nitekim Mars atmosferindeki oksijeni bu yüzden kaybetti:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

MARS’TA OKSİJEN KAYBI​

Biz de bu yüzden Mars’ta aynı sorunu yaşayacağız: Örneğin, eskiden Mars’ın kalın bir atmosferi vardı ve kızıl gezegen yüzeyinde sıvı su tutabiliyordu. Atmosfer incelip su buharlaşınca su molekülleri de Güneş’in morötesi ışınları ve güneş rüzgarının etkisiyle parçalandı.

Hafif hidrojen atomları zayıf Mars yerçekiminden kurtularak uzaya kaçtı. 8 proton içeren ağır oksijen atomları ise Mars yüzeyine çöktü ve kayalardaki demiri oksitleyerek bütün gezegeni paslandırdı. Kızıl gezegen takma adını buradan aldı.

Özetle sizi şaşırtabilir ama Mars’ta oksijen var; ancak atmosferde bulunmuyor ve olan oksijeni çıkarmak için de toprağı kazıp ısıtarak oksijeni tekrar serbest bırakmak gerekiyor. Oksijen üretim makineleri işte bunu yapacak; fakat aynı zamanda oksijeni atomlarını birbirine bağlayıp yeniden ziyan olmasını önleyerek moleküler oksijen (O2) üretecekler.

CALTECH OKSİJEN SORUNUNU NASIL ÇÖZDÜ?​

Bilim insanları karbondioksit gazını ince bir altın plakaya hızla üfleyerek çarptılar (kuyrukluyıldızlarda oksijenin diğer bileşiklerden ayrışmasını taklit ettikleri nokta bu). Tabii altın oksijen atomu içermediği ve oksitlenmediği için CO2 moleküllerinin parçalanmasıyla açığa çıkan oksijenin de altınla birleşmesi mümkün olmadı. Ayrıca oksijen çok reaktif olduğu için hemen diğer oksijen atomlarıyla bağlanarak moleküler oksijen üretti. Mars’a gidecek uzay gemilerinde oksijen üretimi sorunu böylece çözüldü.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Robert Zubrin.

GELELİM MARS’TA OKSİJEN ÜRETMEYE​

Caltech çözümü sadece uzay gemilerinde astronotların ihtiyacı olan oksijeni üretmek için tasarlandığından Mars’ta yaşayacak insanlar için uygun değil. Ayrıca sadece karbondioksitten oksijen üretebiliyor. Oysa Mars’taki insanların içme suyu ve metan yakıtına da ihtiyacı olacak.

İçme suyu turfanda meyve sebze yetiştirilen seraları sulamakta ve temizlik amacıyla da kullanılacak. Su aynı zamanda çeşitli ürünlerin imal edilmesinde işe yarayacak. Metan akaryakıtı ise Mars roketlerinin Dünya’ya geri dönmesini kolaylaştıracak; çünkü dönüş yakıtını Dünya’dan getirmeye gerek kalmayacak.

Mars’ta metanın faydaları say say bitmez: Metan ısınma amacıyla ve doğal gaz enerji santrallerinde kullanılacak. Bunun dışında Mars’taki kara taşıtlarını ve belki de insanlı Mars hava araçlarını uçuracak. Örneğin, Mars’ta bir yere inen insanlar diğer yerlere roketle gitmek yerine Mars uçakları ve helikopterleriyle gidebilecekler ki buna Mars’ı araştıracak keşif dronları da dahildir.


İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

MARS DAVASI​

İnsanlar bir gün Mars’a yerleşirse bunu öncelikle iki kişiye borçlu olacaklar: Robert Zubrin’in teknik altyapısına ve Elon Musk’ın SpaceX şirketine. İkincisini yeteri kadar anlattık ama birincisini pek tanımıyorsunuz. Öyleyse Zubrin’den biraz söz edelim ve neden Mars’ta oksijen üretecek makineler tasarlamakta çok yetenekli olduğunu görelim:

9 Nisan 1952 doğumlu Robert Zubrin, Pioneer Astronautics ve Pioneer Energy şirketlerinin kurucusu, Mars Derneği Kurucusu & Başkanı ve İngiliz Gezegenlerarası Derneği üyesidir. Aynı zamanda üç diploması olan Zubrin, Rochester Üniversitesi matematik bölümü ile Washington Üniversitesi Nükleer Mühendislik & Havacılık ve Uzay Mühendisliği bölümlerinden mezundur.


10 yıl Mars’a güvenle insan göndermek için kısa bir süre olabilir; ama 30 milyar dolar konusunda çok haklı ve ben de Zubrin’in Mars seferi planlarını Orion ile Mars çağı başlıyor yazısında anlatmıştım. Öte yandan, Mars’a 400 milyar dolar yerine 30 milyara insan gönderebilecek olmamızın bir sebebi de Zubrin’in, Mars’ta oksijen üreterek astronotlar için geri dönüşümü kolaylaştıran oksijen makineleridir:

İlgili yazı: Evren Simülasyonu Yapan Kara Delik Bilgisayar

MARS’I MÜMKÜN KILAN TEKNOLOJİ SİSTEMİ​

Mars’a Yerleşmeyi Mümkün Kılan Teknoloji Sistemi (METS) ve Su Çıkaran Termal Sistem (WETS), Zubrin ve meslektaşları tarafından Mars’ta yaşamak için tasarlandı. Bu sistemde bir metan, oksijen ve su üretim makinesi bağlı buluyor. Bu makineler oksijen üretimde Mars toprağını (regolit) ve Mars atmosferindeki karbondioksiti ham *********** olarak kullanacaklar.

METS’te robot dozerler Mars toprağını kazacak ve kazana koyacak. Ardından atmosferden çekip ısıtılan sıcak karbondioksit *********, bu kez toprağı ısıtarak su buharı çıkaracak ve bunu ayrı bir kapta yoğuşturacak. METS ve WETS bunun için kullandığı enerjiden daha fazla su, oksijen ve yakıt üretecek.

SUYUN PARÇALANMASI​

Bu noktada Mars kolonilerinin su ihtiyacı ve su ekonomisi devreye girecek: suyun bir kısmını içme suyu olarak saklayacaklar. Geri kalanını ise elektroliz yöntemiyle parçalayacaklar. Suya elektrik vererek H2O’yu hidrojen ve oksijen atomlarına ayıracaklar. Oksijeni sıvılaştırıp etkili bir şekilde depolayacaklar. Suyu parçalayarak elde ettikleri hidrojeni ise yakıt üretiminde kullanacaklar.

İlgili yazı: Insight Sondası Dün Mars’a İndi


Büyütmek için tıklayın.

HİDROJEN YAKIT HÜCRELERİ​

Mars’ta üretilecek hidrojen öncelikle insanların yerleşeceği uygun mekanları bulmak ve bilimsel araştırmalar için keşfe çıkmak üzere üretilen dronların güç kaynağı olan hidrojen yakıt hücrelerinde yakıt olarak kullanılacak. Dahası bunlar atık olarak su üretecekler ve bu suyu geri kazanmak da mümkün olacak. Zaten dronların yakıt pilleri pek az hidrojene gerek duyacak.

Hidrojenin büyük kısmı ise karbondioksitle birleştirilecek. Bunun için kullanılan Sabatier reaktörü ile hem metan ********* (CH4) hem de içme suyu üretebileceğiz. Gördüğünüz gibi METS ile WETS (Edi’yle Büdü?) oksijen, hidrojen ve CO2’yi geri kazanmak üzere tasarlanmış bulunuyor.

İlgili yazı: Astronotlar Artık SpaceX Dragon 2 Kapsülüyle Uçacak




KAYNAK: https://khosann.com/marsta-nasil-oksijen-ve-su-uretecegiz/#:~:text=Kızıl gezegen takma adını buradan,oksijeni tekrar serbest bırakmak gerekiyor.

d