تولید سوخت موشک از آب؛ مهندس سابق اسپیس ایکس درپی تحقق رویایی دیرینه است

زومیت/مهندس سابق اسپیس ایکس با استارتاپ خود به‌دنبال تحقق ایده‌ای دیرینه است: تولید سوخت موشک از آب. اما آیا این ایده می‌تواند کلید تسخیر اعماق فضا باشد؟

استارتاپ جنرال گلکتیک که توسط یکی از مهندسان سابق اسپیس ایکس بنیان‌گذاری شده، در صدد است تا پاییز امسال، سوخت موشک مبتنی‌بر آب خود را به آزمایش بگذارد. موفقیت در این پروژه می‌تواند سرآغاز عصر جدیدی در اکتشافات فضایی باشد؛ هرچند تحقق این «اگر» بزرگ، با چالش‌های فنی بی‌شماری همراه است. هلن متیسون، متخصص باسابقه‌ی اسپیس ایکس، ادعا می‌کند راهکاری برای استخراج سوخت از آب یافته است و حالا قصد دارد این ایده را به واقعیتی ملموس تبدیل کند.

ایده‌ی بهره‌گیری از منابع محلی نظیر آب در سطح سیارات دوردست برای سنتز سوخت، دهه‌ها است که در محافل علمی مورد بحث قرار می‌گیرد. دانشمندان سال‌ها پیش پیشنهاد داده‌اند که با استخراج یخ‌های موجود در ماه، می‌توان مسیری پایدار برای بازگشت مسافران آینده‌ی فضا به زمین فراهم کرد. استارتاپ جنرال گلکتیک اکنون در تلاش است تا این مفهوم علمی را یک‌بار برای همیشه در شرایط واقعی بسنجد.

با استخراج یخ‌های ماه می‌توان مسیری پایدار برای بازگشت مسافران آینده فضا فراهم کرد

پرتاب ماهواره‌ای ۵۰۰ کیلوگرمی در ماه اکتبر به‌وسیله‌ی موشک فالکون ۹، بخشی از برنامه‌ی جسورانه این شرکت برای اثبات مفهوم ایده است. هدف از این مأموریت، آزمایش آب به‌عنوان منبع انرژی برای هر دو سیستم پیشرانش الکتریکی و شیمیایی عنوان شده است. در پیشرانش الکتریکی، جریانی از پلاسما تحت‌تأثیر میدان مغناطیسی به بیرون پرتاب می‌شود، در حالی که در سیستم شیمیایی، سوخت در دما و فشار بسیار بالا برای ایجاد نیروی رانش می‌سوزد.

تجزیه‌ی مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن از طریق فرآیند الکترولیز، استراتژی اصلی جنرال گلکتیک برای بخش پیشرانش شیمیایی است؛ به‌طوری‌که گاز هیدروژن در مجاورت اکسیژن به‌عنوان اکسنده مشتعل می‌شود. آزمایش مجزای دیگری نیز برای تبدیل اکسیژن حاصل از الکترولیز به پلاسما از طریق اعمال جریان الکتریکی قوی در دستور کار قرار دارد. این برنامه‌ی بلندپروازانه نشان می‌دهد که آب پتانسیل لازم برای ایجاد تکانه‌های کوچک و پایدار در موتورهای الکتریکی و همچنین انفجارهای قدرتمند در موتورهای شیمیایی را داراست.

متیسون در گفتگو با وایرد خاطرنشان کرد که این فناوری می‌تواند توان مانور دارایی‌های نظامی در مدار را به‌شکل چشمگیری ارتقا دهد. گزارش‌های مربوط به تعقیب سایه‌به‌سایه ماهواره‌های آمریکایی توسط رقبای چینی و روسی، ضرورت تجهیز ماهواره‌ها به سیستم‌های دفاعی و مانورهای گریز را دوچندان کرده است. با‌این‌حال، تکیه بر آب برای پیشرانش فضایی هنوز تا تبدیل‌شدن به استانداردی ایمن فاصله‌ی زیادی دارد و ابهامات فنی بسیاری در این مسیر خودنمایی می‌کند.

رایان کانورسانو، فناور سابق ناسا و مشاور استارتاپ، هشدار می‌دهد که اکسیژن یونیزه‌شده به‌دلیل خاصیت خورندگی بالا می‌تواند به قطعات حساس الکترونیکی ماهواره آسیب جدی وارد کند. چالش انتخاب مواد مقاوم و طراحی مهندسی دستگاه‌ها در چنین محیطی، بسیار پیچیده و دشوار توصیف شده است. از سوی دیگر، وزن بالای سیستم‌های الکترولیز ممکن است مزیت رقابتی آب را در مقایسه با سوخت‌های شیمیایی مرسوم به‌شدت کاهش دهد.

تردیدهای جامعه علمی نسبت به ایده‌ی جنرال گالاکتیک کاملاً منطقی به نظر می‌رسد، اما این موضوع مانع از تداوم پژوهش‌ها در این حوزه نیست. در حال حاضر، محققان به‌سختی روی روش‌های استخراج آب و اکسیژن از منابع دوردست، مانند خاک ماه (رگولیت) یا صخره‌های مریخی، کار می‌کنند. تبدیل منابع بکر به سوخت موشک می‌تواند برای فضانوردانی که در اعماق فضا با اتمام ذخایر انرژی روبرو می‌شوند، نقشی حیاتی و نجات‌بخش ایفا کند.