همانطور که مریخ در گذشته هدف تحقیقات بشری بوده است، در آینده نیز سیاره سرخ بیشتر هدف اکتشافات قرار خواهد گرفت. ناسا، چین و اسپیس ایکس همگی در حال برنامه ریزی برای اعزام خدمه به آنجا در دهه های آینده هستند.
به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، اعزام خدمه از زمین به مریخ مستلزم طراحی زیستگاه های سطح مریخ است; پیشرفت فناوری ممکن است اسکان دائمی خدمه در سطح مریخ را ممکن سازد. در حالی که ایده استقرار دائمی زمینی ها در مریخ هیجان انگیز است، در واقعیت این ایده با چالش های زیادی همراه است. یکی از نیازهای اصلی خدمه، داشتن منابع آبی است که در مریخ رسوبات زیرسطحی یخ آب است.
چالش بزرگ دیگری بر سر راه محققان قرار دارد. پرکلرات های سمی، که اکسید کننده های قوی در رسوبات مریخ هستند، تجهیزات را خورده می کنند و برای سلامتی انسان خطرناک هستند (حتی در غلظت های پایین). برای این منظور، خدمه در صورتی که قصد استفاده از آن رسوبات را برای شرب، آبیاری و بهره برداری صنعتی دارند، باید تجهیزات ویژه ای به همراه داشته باشند. این هدف در راستای سم زدایی مریخ است، یک مفهوم پیشنهادی که توسط کارکنان برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه (NIAC) ناسا انتخاب شده است.
توسعهدهنده اصلی این مفهوم، لین روچیلد، دانشمند تحقیقاتی ارشد در مرکز تحقیقاتی ایمز ناسا (ARC) و مدیر تحقیقات و فناوری اداره مأموریت علم و فناوری (STMD) در مقر ناسا است. همانطور که او و همکارانش در پیشنهاد خود اشاره کردند، برآورده کردن تقاضای آب پیشبینیشده در مریخ، کاستیهای روشهای سنتی تصفیه آب را نشان میدهد که نیاز به مصرف بالای برق یا پیش تصفیه آب دارند.
پرکلرات ها (ClO4-) ترکیبات شیمیایی حاوی یون های پرکلرات هستند که از اکسیداسیون ترکیبات کلر به وجود می آیند. نمک های پرکلرات از نظر جنبشی پایدار، بسیار محلول، دارای دمای یوتکتیک پایین (پایین ترین دمای ممکن قبل از انجماد) هستند و در دماهای بالا بسیار واکنش پذیر می شوند. نمک های کلرات (ClO3-) مشابه پرکلرات ها هستند، اگرچه از نظر جنبشی پایدارتر از پرکلرات ها هستند. پرکلرات ها برای اولین بار توسط ابزار آزمایشگاه شیمی مرطوب (WCL) در ماموریت فینیکس مریخ شناسایی شدند که در می 2008 در ناحیه شمالی Vastitas Borealis فرود آمدند.
با غلظتی در حدود 0.5 درصد که در این خاکهای دشت شمالی یافت شد، دانشمندان متوجه شدند که چرا تلاشهای قبلی برای یافتن مولکولهای آلی در خاک مریخ شکست خورده بود. به طور خلاصه، پرکلرات از تشخیص توسط طیف سنج های جرمی در فونیکس و فرودگرهای معروف وایکینگ 1 و 2 (که بین سال های 1976 تا 1980 مریخ را کاوش کردند) جلوگیری کرد. این کشف منجر به علاقه مجدد به جستجوی مطالعات ارگانیک و اختر زیست شناسی در مریخ شد که منجر به حرکت مریخ نوردهای کنجکاوی و استقامت به خاک مریخ شد. از آن زمان، غلظت پرکلرات (و احتمالاً کلرات) توسط ماموریت های متعدد از سطح و مدار شناسایی شده است.
روچیلد و تیمش یک “بیوراکتور” را متصور شده اند که از زیست شناسی مصنوعی برای کاهش پرکلرات ها استفاده می کند. به طور خاص، روش آنها بر دو ژن کلیدی موجود در باکتریهای کاهشدهنده پرکلرات (pcrAB و cld) مبتنی بر خشکی متکی است. این «راکتور زیستی» ژنهای موجود در سویه باکتری «Bacillus subtilis 168» را مهندسی میکند که در پروازهای فضایی به اثبات رسیده است و کلرات (ClO-3) و پرکلرات (ClO4-) را به کلرید (Cl-) و گاز اکسیژن (O2) تبدیل میکند. او انجام می دهد. گاز اکسیژن بلافاصله در زیستگاه های مریخ قابل استفاده است و کلرید را می توان برای اهداف مختلف از جمله تغذیه استفاده کرد. این فرآیند بسیار پایدار و مقیاس پذیر است و (برخلاف سیستم های فیلتر معمولی) نیاز به تخلیه پرکلرات و ضایعات کلرات در جاهای دیگر را از بین می برد.
با تامین بودجه فاز اول، روچیلد و همکارانش قصد دارند امکان ارسال یک بیوراکتور به مریخ را آزمایش کنند.