Mars'ta Karbondioksitten Oksijen Üretebilecek Elektronik Bir Ağaç: MOXIE
Bu haber 3 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Mars'a gönderilmek üzere, 30 Temmuz 2020'de fırlatılan Perseverance ("Azim") keşif aracı ("rover") 18 Şubat 2021 tarihinde Mars'a ulaşacak. Mars'a gönderdiğimiz 4. rover olan Perseverance, gönderdiğimiz diğer roverların aksine bu kez, ana amacı yaşamın izlerini ("biyo-imza") aramak olan ilk yüzey araştırma aracı olacak. Fakat Perseverance'ın tek amacı yaşamın geçmiş kalıntılarını aramak değil, aynı zamanda tıpkı bir bitki gibi, karbondioksitten oksijen üretilmesini sağlamak da diğer önemli bir hedefi içerisinde yer alıyor.
Bunun içinse, "MOXIE" adı verilen ve açılımı "Mars Oksijen ISRU Deneyi" olan bir cihaz bu işlemi gerçekleştirebilmek üzere, Perseverance gezgininin içerisine yerleştirilmiş bir hâlde bulunmaktadır. Tasarlayanlar, havadaki karbondioksit gazını kullanmanın dışında, buz olarak bulunan katı su moleküllerinin içerisindeki oksijeni ayrıştırmayı düşündüler, fakat Mars'ın atmosferindeki (yaklaşık) %96 oranında CO2 molekülünü göz önüne aldıklarında bu düşünceden vazgeçip ana odaklarını tümüyle CO2 molekülü üzerine çevirdiler. Bunun yanı sıra, Mars'ın atmosferindeki oksijen düzeyine bakacak olursak; Dünya'daki %20,95 oranındaki oksijen düzeyine karşın, %0,16 oranında bulunmaktadır - ki bu da oldukça düşük bir değerdir.
MOXIE Nasıl Çalışır?
Bu cihazın nasıl işlediğine gelecek olursak... Biraz önce de kısaca belirttiğimiz gibi, ortamdaki CO2 gazını alır ve bu molekülü, "katı oksit elektroliz hücresinde" elektroliz işleminden geçirerek ayrıştırır. Ayrıştırma işleminden sonra O2 gazını oluşturur ve ortama geri bırakır.
Bu işlemi biraz daha açacak olursak: Öncelikle, O2 gazı oluşabilmesi için 2 adet CO2 molekülüne ihtiyaç vardır. Çünkü, molekül elektrolize uğradığında karşımıza CO2 + 2e-⇒ CO + O-2 tepkimesi ortaya çıkar. Görüldüğü üzere, bir adet CO2 bileşiğinin ayrışmasından yine bir adet oksijen iyonu elde edebiliriz. Bu nedenle, oksijen gazı için, yani O2 oluşturabilmek için 2 adet CO2 gazının elektroliz işlemine uğraması gerekmektedir. Ancak böylelikle ortaya çıkan oksijen iyonları, sistemin anot kısmında birleşerek O2 bileşiğini meydana getirebilir. Sonuç olarak net reaksiyon şu şekildedir:
2CO2 ⇒ 2CO + O2
En nihayetinde ise, cihaz oluşan bileşiğin (O2) saflık kontrolünü yaptıktan sonra (%99,6 oranında bir saflık oranı beklenmekte) artık ihtiyaç duyulan oksijen gazını ortama bırakabilmektedir.
MOXIE Ne Kadar Oksijen Üretebilmektedir?
MOXIE cihazı, diğer bir Perseverance projesi olan Mars helikopteri Ingenuity'de de olduğu gibi, şu anlık sadece deney aşamasındadır ve bu nedenle daha çok, ne düzeyde çalışacağı ya da gelecekteki beklentileri karşılayıp karşılayamayacağı test edilecektir. Nitekim, MOXIE çalıştığı süre boyunca, saate yaklaşık olarak 10-22 gram aralığında oksijen üretebilmektedir ki bu da bir insanın, bir saatte tüketmesi gereken oksijen miktarının yanında düşük kalmaktadır.
Peki, Solunum İçin Ne Kadar Oksijene İhtiyaç Vardır? MOXIE Bunu Ne Düzeyde Karşılayabilir?
Bir insan günde yaklaşık olarak (Uluslararası Uzay İstasyonu verilerine göre) 840 gram oksijen tüketmektedir ve bunu da MOXIE cihazı ile karşılaştırabilmek adına bir saate uyarladığımızda (gece ve gündüz farklarını hesaba katmazsak, yaklaşık olarak) 35 gram olduğu ortaya çıkmaktadır. Üstelik, bu değer sadece bir kişi için geçerlidir. Gelecekte Mars'a yapılacak insanlı yolculuklarda, sadece bir kişi değil, ekip hâlinde olunacağını göz önüne aldığımızda, bu cihaz şimdilik gelecek adına olan taleplerimizi karşılayamamaktadır.
Bu konu ile üzerine, MOXIE cihazını üretmekten sorumlu olan Baş Araştırmacı Michael Hecht, bu oksijen jeneratörlerinin şu an oluşturulan modelden yaklaşık 100 kat daha büyük olması gerektiğini söylemektedir! Çünkü Hecht'e göre, insanlı yolculuklarda, cihazın saatte yaklaşık 2-3 kilogram kadar oksijen üretmesi gerekmektedir ve bu da ancak böylesine büyük bir cihaz sayesinde mümkün olabilecektir.
Mars'tan Dünya'ya Geri Dönüşteki Yakıt Sorununa Getirdiği Çözüm
Evet, MOXIE'nin ana amacı, gelecekteki insanlı yolculuklarda, solunum için gerekli olan oksijeni üretmektir. Ancak tek amacı da bu değildir. Roketler fırlatılırken yakıt için oksijen tüplerine (sıvı oksijen) ihtiyaç vardır. Fakat burada oluşan önemli bir engel, yakıtların çok fazla ağırlık yapmalarıdır ve dolayısıyla da roketin havalanıp atmosferden çıkma sürecinde ciddi bir ağırlık oluşturmaktadır. Bunun için, fırlatma sonrasında, kullanılan yakıtlar bittikçe, roketin kütleçekimine yenik düşmemesi amacıyla kademeli olarak roketten ayrılırlar ve okyanus yüzeyine düşerler.
Üstelik tahmin edeceğimiz üzere, bu sorun sadece Dünya'nın atmosferinden çıkarken değil, Mars'tan Dünya'ya geri dönerken, Mars'ın atmosferinden çıkarken de karşılaşacağımız bir gerçektir. Ne de olsa insanların orada mahsur kalması en son isteyeceğimiz şeydir. Buna bir çözüm olarak ise, tüm yakıtı Dünya'dan temin etmek yerine, sıvı oksijeni, MOXIE cihazı sayesinde Mars'ta üretmek öne sürülmüştür. Çünkü ancak böylelikle, Mars'ın atmosferini aşmak için gerekli yakıtın tamamını Dünya'dan taşımak zorunda kalmamış oluruz. Ayrıca, bu sorun sadece atmosferden ayrılabilmenin dışında ekonomik olarak da ciddi engeller doğurmaktadır. Öyle ki, bu değer, tüm yakıtın Dünya'dan temin edilmesi hâlinde fazladan milyarlarca dolara mâl olabilmektedir!
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
MOXIE'nin Başarısını Engelleyebilecek Kısıtlar
Bahsettiğimiz gibi, daha yalnızca deney aşamasında olan MOXIE, Perseverance'ın yoğun çalışma programından dolayı pil kullanımında oluşacak kısıtlar nedeniyle ayda sadece 1 kez çalıştırılacak ve bu çalışma süresi 1 saati aşamayacaktır. Evet, sadece 1 saat! Çünkü bir diğer sorun, cihazın yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 800 derece) çalışmasıdır. Bundan dolayı, hem cihazın kendisini, hem de çevresini, yani Perseverance'ı korumak amacıyla çeşitli yalıtım malzemeleri kullanılmıştır; örneğin, dış cephesi altın ile kaplanmıştır. Ayrıca bunlara ek olarak, Mars'ın ince atmosferi nedeniyle oluşan ciddi hava sıcaklığı farkları da MOXIE'nin sağlıklı bir şekilde çalışabilmesinin önündeki diğer bir engeldir.
Sonuç
Özetle, MOXIE cihazı henüz vadettiklerini karşılamaktan oldukça uzaktadır diyebiliriz. Fakat sık sık belirttiğimiz gibi, şu anda Mars'taki diğer birçok projede olduğu gibi MOXIE cihazı da deneme aşamasındadır ve gelecekteki insanlı yolculuklarda karşımıza çıkacak sorunların çözümü konusunda bizlere çok kritik bilgiler sunacağı yadsınamaz bir gerçektir.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 42
- 18
- 12
- 11
- 9
- 9
- 7
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- M. Hecht, et al. (2021). Mars Oxygen Isru Experiment (Moxie). Springer. | Arşiv Bağlantısı
- NASA. Moxie. (1 Ocak 2021). Alındığı Tarih: 6 Şubat 2021. Alındığı Yer: NASA | Arşiv Bağlantısı
- S. Cody. With Perseverance And A Little Moxie, Mit Is Going To Mars. (1 Ocak 2021). Alındığı Tarih: 6 Şubat 2021. Alındığı Yer: MIT News | Arşiv Bağlantısı
- SciTechDaily. A Device Aboard Nasa’s Perseverance Rover Could Help Future Rockets Launch Off Mars. (6 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 6 Şubat 2021. Alındığı Yer: Jet Propulsion Laboratory | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 14/12/2024 07:50:25 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10100
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.