Τα τοπία της Σελήνης και του Άρη κρύβουν νέους κινδύνους για μελλοντικούς εξερευνητές. Πεδία οξειδωτικών υλικών θα μπορούσαν να είναι αρκετά αντιδραστικά ώστε να προκαλούν χημικά εγκαύματα είτε στο απροστάτευτο δέρμα είτε στους πνεύμονες των αστροναυτών. Εμπνευσμένη από την πρωτοποριακή αναζήτηση ζωής στον Άρη, μια Ελληνική ομάδα αναπτύσσει μια μηχανή που εντοπίζει αυτές τις δραστικές μορφές οξυγόνου, ενώ επίσης χρήση αυτών παράγει οξυγόνο για τους αστροναύτες.
Οι αμερικάνικες “Viking” μονάδες που έφτασαν στον Άρη το 1976 διεξήγαν πειράματα αναζητώντας ζωή στο έδαφός του, τα αποτελέσματα των οποίων ακόμα αμφισβητούνται. Το λεγόμενο “Labeled Release” πείραμα νότισε δείγμα εδάφους του Άρη με ιχνοστοιχεία, γεγονός που οδήγησε στην απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων οξυγόνου.
Κάποιοι ερμήνευσαν το συγκεκριμένο αποτέλεσμα ως απόδειξη ύπαρξης ζωής στον Άρη. Ωστόσο, ακόμη και μετά την αποστείρωση του δείγματος με θερμοκρασία 160°C η παραγωγή οξυγόνου συνέχισε. Παράλληλα, τα υπόλοιπα πειράματα των “Viking” δεν βρήκαν ίχνη οργανικών χημικών ουσιών.
«Η επικρατούσα άποψη έως σήμερα είναι ότι τα αποτελέσματα οφείλονταν σε μία αβιοτική χημική αντίδραση», σημειώνει ο καθηγητής Γεωλογίας του ΕΜΠ, Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης.
«Η παραγωγή οξυγόνου προκλήθηκε από την αντίδραση μίας δραστικής μορφής οξυγόνου με νερό στα ιχνοστοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν», δηλώνει ο καθηγητής Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, Χρήστος Γεωργίου. «Τέτοιες δραστικές μορφές πιθανώς να προέρχονται από μεταλλικά άλατα υπεροξειδίων ή υπερχλωρικά άλατα. Μάλιστα, η NASA εντόπισε υπερχλωρικά άλατα στον Άρη το 2008.»
«Η καταγραφή τέτοιων αντιδραστικών μορφών κρίνεται σημαντική για τους αποίκους του Άρη και της Σελήνης, όχι μόνο επειδή είναι εχθρικά απέναντι στους ανθρώπινους οικισμούς και στην καλλιέργεια, μα επίσης επειδή θα εξαλείψουν κάθε ίχνος βιολογικών απολιθωμάτων του Άρη.»
Το τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών έχει ήδη διεξάγει πειράματα χρησιμοποιώντας δείγματα εδάφους από τις Ερήμους Μοχάβι και Ατακάμα, καθώς και ραδιενεργά υπερχλωρικά άλατα.
«Αυτές οι δραστικές μορφές οξυγόνου δημιουργούνται από έντονη UV ακτινοβόληση της επιφάνειας, ειδικά ορυκτών που έχουν “σπάσει” εξαιτίας υπερβολικών θερμοκρασιών και μικρομετεωριτών, οδηγώντας σε μία επιφάνεια με πολλούς ελεύθερους χημικούς δεσμούς», επεξηγεί ο καθηγητής Γεωργίου.
Οι ομάδες των παραπάνω πανεπιστημίων συνειδητοποίησαν ότι το πείραμα “Viking” θα αποτελούσε μια καλή αφετηρία για ένα μοντέλο ανίχνευσης αυτών των δραστικών μορφών οξυγόνου. Δείγματα χώματος θα τοποθετούνται σε μία μικρο-ρευστομηχανή, παράγοντας οξυγόνο μέσω της διαβροχής τους με νερό σε συνδυασμό με τη δράση καταλυτών. Πρότειναν την ιδέα στην ESA (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος) μέσω του OSIP (πλατφόρμα καινοτομίας της ESA), αναζητώντας ιδέες για έρευνα και ανάπτυξη του μοντέλου.
«Το συναρπαστικό είναι ότι αυτή η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί και πέρα από την ανίχνευση υπεροξειδίων», εξηγεί η Μαλγκορζάτα Χολύνσκα, μηχανικός υλικών και διεργασιών της ESA.
«Το έργο, υποστηριζόμενο από το πρόγραμμα TDE (TechnologDevelopment Element) της ESA, θα περιλαμβάνει την αρχική σχεδίαση ενός μεγάλου αντιδραστήρα που ανά τακτά χρονικά διαστήματα θα εξάγει οξυγόνο από το χώμα, κάτι το οποίο ονομάζουμε ‘oxygen farming’ («καλλιέργεια οξυγόνου»). Ύστερα, η ηλιακή UV ακτινοβολία θα ανεφοδιάζει το οξυγόνο τους εντός μερικών ωρών. Υπολογίζεται ότι μία έκταση 12.000 τετραγωνικών μέτρων θα παρέχει αρκετό οξυγόνο για να επιζήσει ένας αστροναύτης.»
«Ο ρηγόλιθος της Σελήνης και του Άρη που είναι διαθέσιμος στην αγορά, χημικά αλλοιωμένος από την επαφή του με την ατμόσφαιρα της Γης, δεν είναι κατάλληλος για πειράματα.», δηλώνει ο κύριος Χατζηθεοδωρίδης. «Η ομάδα του έργου προσπαθεί να δημιουργήσει δείγματα προσομοίωσης σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Θα χρησιμοποιήσουμε, επιπλέον, μετεωρίτες της Σελήνης και του Άρη, ενώ σκοπεύουμε να κάνουμε αίτηση στη NASA για πραγματικά δείγματα σεληνιακού εδάφους για χρήση στην έρευνα.»
«Ο ανιχνευτής πρέπει να είναι μικρότερος από ένα βιβλίο.», σημειώνει ο Δόκτορας Ιωάννης Μαρκόπουλος, διευθυντής της εταιρείας 01 Mechatronics, η οποία σχεδιάζει να παραγάγει ένα πρότυπο για τον ανιχνευτή. «Πιθανώς οι αστροναύτες να επωφεληθούν σε κάθε αποστολή στη Σελήνη και στον Άρη.»
«Δραστικές μορφές οξυγόνου παράγονται μέσα στα σώματά μας, οπότε τα σώματά μας «απαντούν» παράγοντας αντιοξειδωτικές ουσίες.», συμπληρώνει ο κύριος Γεωργίου. «Μπορούν επίσης να παραχθούν μέσω ξηρών χερσαίων εδαφών που έχουν εκτεθεί σε ραδιενέργεια κατά τη διάρκεια εξορύξεων. Στο διάστημα θα παράγονται μέσω της κοσμικής ακτινοβολίας που θα αντιδρά με μεταλλικές επιφάνειες, όπως δεξαμενές, οπότε ένας αντίστοιχος ανιχνευτής θα χρησιμεύσει σίγουρα στην εποπτεία του διαστημικού σκάφους.»
Ο κύριος Μαρκόπουλος επισημαίνει: «Βλέπουμε φυσικά το ενδεχόμενο για χρήση και στη Γη, ενώ με τις δραστικές μορφές οξυγόνου ευρέως διαδεδομένες στη Γη, υπάρχει η δυνατότητα για την εμπορευματοποίηση του μηχανήματος.»