قرية على القمر: زراعة وصناعة الأوكسجين ومياه صالحة للشرب

خلال عقود، سعى العلماء إلى تأكيد وجود الماء على القمر بدافع تعزيز الآمال في إنشاء موقع استيطاني عليه، وفتح إمكانيات لحضور طويل على القمر واستكشافه.

في ورقة علمية نُشرت في مجلة Proceedings للأكاديمية الوطنية الأميركية للعلوم هذا الشهر، أكد فريق بحث دولي وجود أدلة قاطعة على رواسب المياه المجمدة المكشوفة في قطبي القمر، وبأن الماء يستقر في الفوهات المظلمة المخفية دائماً عن الشمس، ولا يتعرض أبداً لدرجات حرارة أعلى من -157⁰ درجة تحت الصفر، مع وجود دليل طيفي يحددها في شكلٍ جليدي، وليس بخاراً أو سائلاً.

تكررت النقاشات العلمية في شأن قاعدة قمرية في الفترة الماضية، مع توجه وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) إلى تركيز اهتمامها على عودة الإنسان إلى القمر، ووضع وكالة الفضاء الأوروبية مفاهيم لما يُسمى "قرية القمر". وتتطلع مجموعة من الشركات الخاصة لإرسال أشخاص وآلات إلى سطح القمر كنقطة انطلاق لاستكشافه.

تأكيد وجود ماء على القمر سيشجع كل الأطراف على عبور الفضاء وإنشاء "قرية القمر"، لأن الجليد هناك قد يُترجم إلى كل الأشياء المفيدة. إذ يمكن استخراج مياه صالحة للشرب، ويمكن تحويله إلى أوكسيجين للتنفس، ويمكن استخدامه في زراعة المحاصيل للحصول على القوت، ويمكن تحويله إلى وقود صاروخي لإرسال مركبات فضائية في مهمات فضائية عميقة. لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو عن مدى استعدادنا لاستغلاله.

يواصل عالم الفيزياء الفلكية فيليب ميتزجر العمل على خريطة الطريق لتكنولوجيات الأسطح الكوكبية في مركز كنيدي للفضاء التابع لوكالة ناسا. وقد شارك في تأسيس شركة KSC Swamp Works، وهي مختبر ابتكاري تابع للناسا يركز على تطوير التقنيات اللازمة للعيش والعمل على سطح القمر. ويعتبر اكتشاف الماء على القمر "قطعة رائعة من العمل العلمي" مع "نتائج مهمة".

يقول ميتزجر إن الناسا في صدد تطوير مفاهيم لاستخراج الجليد وأداء التحليلات الاقتصادية على أساس أنواع الأجهزة التي ستحتاج إليها. وقد قام ائتلاف الإطلاق المتحد (شركة أنشئت بين أنظمة فضاء لوكهيد مارتين، وبوينغ للدفاع والفضاء والأمن) في جامعة سنترال فلوريدا باختبار نماذج حاسوبية لاستخراج الجليد من خلال الأساليب الحرارية، بحيث يتحول الجليد إلى بخار وينتشر خارج التربة.

كيف يمكن تحويل الجليد القمري إلى مياه صالحة للشرب؟
وفق ميتزجر، فإن إحدى الطرق للمساعدة في تنقية الجليد هي تبخيره، ثم التقاط المواد التي ستجمد فوق درجة حرارة معينة. ما يسمح للمواد الأخرى بالهروب إلى الفضاء. تتضمن الطرق الأخرى استخدام الأغشية Membranes للسماح لسوائل معينة بالمرور عبرها. وقد قامت وكالة ناسا ببعض الأعمال لتطوير هذه الأساليب.

كيف يمكن استخدام الجليد في الزراعة على القمر؟
يمكن بحسب دراسات الناسا استخدام الجليد القمري في الزراعة. ما يتطلب كثيراً من الماء. وبمجرد إنشاء نظام دعم الحياة، مغلق الحلقة، سيتم إعادة تدوير كل المياه التي تمر عبر النباتات والبشر. لكن المشكلة الأكبر في الزراعة القمرية هي الليالي القمرية الطويلة. فالنباتات لا تتكيف مع ذلك، لذا سيكون من الضروري الحصول على إضاءة صناعية، التي تتطلب أنظمة طاقة ضخمة جداً.

كيف يمكن تحويل الجليد إلى أوكسيجين للتنفس؟
يمكن، وفق ميتزجر، الحصول بسهولة على أوكسيجين من التربة والصخور القمرية العادية. فالقمر بالكامل مكون من 42% من الأوكسيجين من حيث الوزن، لكنه لا يحتوي على الهيدروجين. لذلك، لن نحتاج إلى الجليد للحصول على الأوكسيجين، بل نحتاج إليه للحصول على الهيدروجين، مع كمية مناسبة من الأوكسيجين لحرق هذا الهيدروجين. والخلاصة أن الجليد سيكون في الغالب لصنع وقود الصواريخ بواسطة تكنولوجيا متطورة تملكها الناسا، في حين أن التربة هي لصنع الأوكسيجين للتنفس.