مریخ کے آکسیجن کے مسئلے کا پراسرار حل
مریخ پر آکسیجن پیدا کرنے کے لیے اہم چیلنجز اور اختراعی حل دریافت کریں کیونکہ NASA اور دیگر خلائی ایجنسیاں زمین سے باہر انسانی نوآبادیات کو ممکن بنانے کی دوڑ میں مصروف ہیں۔
URDU LANGUAGES
1/21/20251 min read


مریخ پر انسانی رہائش گاہ قائم کرنا
ناسا انسانوں کو مریخ پر بھیجنے سے پہلے چاند پر ایک اڈہ قائم کرنے کا ارادہ رکھتا ہے، جس سے مریخ کا سفر مختصر ہو جائے گا۔ اسپیس ایکس کے بانی ایلون مسک مریخ کی دوڑ جیتنا چاہتے ہیں۔ ان کے علاوہ یورپی اور روسی خلائی ایجنسیاں بھی انسانوں کو مریخ پر بھیجنے کی بات کر رہی ہیں۔ لیکن بڑا سوال یہ ہے کہ اترنے کے بعد لوگ مریخ کے سخت ماحول میں کیسے زندہ رہیں گے؟ زمین کے برعکس، مریخ پر کوئی آکسیجن نہیں ہے، جو زندگی کے لیے ضروری ہے۔ ناسا نے مریخ پر آکسیجن پیدا کرنے کا ایک طریقہ تلاش کیا ہے اور اس کا تعلق بین الاقوامی خلائی اسٹیشن سے ہے۔
مریخ پر آکسیجن کی پیداوار کے چیلنجز
آکسیجن اس طرح پیدا ہوتی ہے جو مریخ پر کام نہیں کرے گی۔ دوبارہ خوش آمدید، ناظرین! انسانوں کے مریخ پر رہنے کی خواہش کے پیچھے بہت سی وجوہات ہیں۔ یقینی طور پر، خلا کے بارے میں پوری سائنسی تحقیق اور تجسس موجود ہے، لیکن اس میں تھوڑی عجلت یا خوف بھی ہے۔ اگر زمین پر کچھ ایسا ہو جائے جو انسانیت کا صفایا کر دے، جیسا کہ 65 ملین سال پہلے ڈایناسور کیسے معدوم ہو گئے؟ یہ یقینی طور پر ممکن ہے، اور ہم ابھی اس کی مثالیں موسمیاتی تبدیلی کے ساتھ دیکھ رہے ہیں۔
مریخ کی دوڑ اور بقا کے چیلنجز
شاید یہی سب سے بڑی وجہ ہے کہ مستقبل میں کوئی مریخ پر اگلا نیل آرمسٹرانگ بن جائے گا۔ ایک طرف، مسک نے اصل میں 2026 تک مریخ کو نوآبادیاتی بنانے کا منصوبہ بنایا تھا، لیکن اب وہ 2029 کی پیشین گوئی کر رہا ہے، جس سے پہلے انسان کو مریخ پر بھیجنے کی متوقع تاریخ کو 2029 تک تھوڑا سا پیچھے دھکیل دیا گیا ہے۔ تو آئیے دیکھتے ہیں کہ کیا ہم اسے بنانے کے لیے کوئی پیداواری نظام بنا سکتے ہیں۔ ہو دوسری طرف، ایک اور کمپنی کا بھی 2030 تک انسانوں کو مریخ پر اتارنے کا مقصد ہے۔ لیکن اصل سوال یہ نہیں ہے کہ مریخ پر پہلے کون جائے گا۔ ایک بار جب وہ وہاں پہنچیں گے تو انسان کیسے زندہ رہیں گے۔
زمین اور مریخ کے درمیان مماثلتیں اور فرق
یقینی طور پر، مریخ کی زمین سے بہت سی مماثلتیں ہیں۔ مثال کے طور پر، مریخ پر ایک دن، جسے مریخ کا دن یا sol کہا جاتا ہے، زمین پر ایک دن سے صرف 39 منٹ لمبا ہوتا ہے۔ وہاں بھی موسم کے مختلف نمونے ہیں، اور بالکل زمین کی طرح، مریخ کے کھمبوں پر برف کے ڈھکن ہیں، ساتھ ہی ایک پتلا ماحول ہے۔ تاہم، مریخ پر رہنے والے انسانوں کے لیے ایک بڑا مسئلہ آکسیجن کی کمی ہے۔ تو، بڑا سوال یہ ہے کہ ہم مریخ پر آکسیجن گیس کیسے پیدا کریں گے؟
بین الاقوامی خلائی اسٹیشن سے سیکھنا
جب ہم انسانوں کو انتہائی حالات میں زندہ رکھنے کی بات کرتے ہیں، نہ صرف دو لوگوں کے لیے بلکہ مریخ پر ایک پوری کالونی کے لیے، سب سے پہلے جو چیز ذہن میں آتی ہے وہ ہے ISS، یا بین الاقوامی خلائی اسٹیشن۔ یہ 25 سال سے وہاں موجود ہے، خلاء کے سخت حالات کو برداشت کرتے ہوئے، اور لوگوں کے لیے مسلسل آکسیجن اور میٹھا پانی فراہم کرتا رہا ہے۔ عام طور پر ISS پر کسی بھی وقت چار سے پانچ خلاباز موجود ہوتے ہیں، اور انہیں ہر روز کم از کم 45 لیٹر پانی کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں ایک ماہ میں تقریباً 1,350 لیٹر اور سال میں 16,200 لیٹر کا اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے اوپری حصے میں، آئی ایس ایس کے پاس 1,000...
آکسیجن جنریشن کے چیلنجز
آئی ایس ایس ہر سال بہت زیادہ آکسیجن گیس استعمال کرتا ہے، اور یہ سوچنا کافی جنگلی ہے کہ خلا میں 400 کلومیٹر دور پانی اور آکسیجن کیسے بنتے ہیں۔ اس کے لیے دو نظام موجود ہیں: ایک واٹر ریکلیمیشن سسٹم (WRS) اور دوسرا آکسیجن جنریشن سسٹم (OGS)۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ ہم ان نظاموں کو مریخ پر کیوں استعمال نہیں کر سکتے، ہمیں پہلے یہ جاننا ہوگا کہ یہ اصل میں کیسے کام کرتے ہیں۔ پانی کی بحالی کا نظام انسانی فضلے سے پانی جمع کرتا ہے، جیسے پیشاب، پسینہ، اور نمی، پھر اسے صاف کرتا ہے تاکہ اسے دوبارہ پینا محفوظ ہو۔
ممکنہ حل اور اختراعات
خلاباز ڈگلس وی لاک نے ایک بار کہا تھا کہ ہماری کل کی کافی کل کی کافی بناتی ہے۔ ISS پر واٹر ریکوری سسٹم (WRS) پہلے سے موجود پانی کو صاف کرتا ہے لہذا اسے دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے، تقریباً 98% پانی کو ضائع ہونے سے بچاتا ہے۔ اس کے آگے آکسیجن جنریشن سسٹم ہے۔ یہ نظام WRS سے تھوڑا سا پانی لیتا ہے اور اسے ایک خاص عمل کے ذریعے چلاتا ہے تاکہ ہمارے سانس لینے کے لیے آکسیجن پیدا کی جا سکے۔ یہ ایک سادہ عمل ہے جسے ہم نے پانچویں جماعت میں الیکٹرولائسز کے نام سے سیکھا، جہاں پانی سے برقی رو گزرتی ہے۔
سباتی نظام اور اس کا کردار
پانی آکسیجن گیس اور ہائیڈروجن گیس میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ ہم سانس لینے کے لیے آکسیجن گیس استعمال کرتے ہیں، لیکن ہائیڈروجن انتہائی خطرناک اور آتش گیر ہے۔ یہ سیکنڈوں میں پورے آئی ایس ایس کو آگ کے گولے میں تبدیل کر سکتا ہے۔ اس ہائیڈروجن گیس کو ضائع کرنے کے بجائے، یہ ایک دوسرے سسٹم میں بھیجی جاتی ہے جسے Sabatier سسٹم کہتے ہیں۔ یہ نظام آئی ایس ایس پر خلابازوں کے فضلہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو جمع کرتا ہے، اسے ہائیڈروجن گیس کے ساتھ ملاتا ہے، اور پانی، میتھین گیس اور کچھ حرارت پیدا کرتا ہے۔ پانی دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے۔
ایندھن بھرنے اور لاگت کے چیلنجز
وہ اسے انتظامی نظام میں ڈال رہے ہیں، لیکن میتھین گیس، جو معیشت کے لیے واقعی اہم ہے، آئی ایس ایس سے خلا میں چلی جاتی ہے۔ میتھین ایندھن کی ایک قسم ہے۔ یہ توانائی اور حرارت پیدا کر سکتا ہے، لیکن یہ ضائع ہو جاتا ہے کیونکہ اسے جلانے کے لیے آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے، اور آکسیجن آئی ایس ایس پر سب سے قیمتی چیز ہے۔ اگر آپ آئی ایس ایس پر آکسیجن اور پانی کے پورے عمل کو قریب سے دیکھیں تو یہ واقعی ایندھن بھرنے کے مشن پر منحصر ہے۔ یقینی طور پر، وہ 98٪ موثر ہیں، لیکن ہر نظام کے اپنے نقصانات ہیں۔
مریخ پر MOXIE کے ساتھ اختراعات
لیک ہونا لازمی ہے، یہی وجہ ہے کہ ہر چھ ماہ یا اس سے زیادہ، وہ زمین سے پانی اور آکسیجن آئی ایس ایس تک لاتے ہیں۔ یہ ایندھن بھرنے کے مشن بہت مہنگے ہیں۔ ISS تک صرف ایک لیٹر پانی 400 کلومیٹر تک بھیجنے کے لیے $10,000 سے زیادہ خرچ آتا ہے۔ لہذا، اسی طریقہ کو استعمال کرتے ہوئے مریخ پر آکسیجن بنانا بالکل بھی لاگت سے موثر نہیں ہے۔ ہمیں ایک ایسا نظام بنانے کی ضرورت ہے جو مریخ پر دستیاب وسائل کو آکسیجن پیدا کرنے کے لیے استعمال کرے۔ یہی کام 2021 میں ناسا کے پرسیورنس روور کو کرنے کے لیے بھیجا گیا تھا۔
MOXIE: مریخ پر آکسیجن کے لیے بنی نوع انسان کی امید
انہوں نے اس تجربے کے لیے MOXIE کے نام سے ایک ڈیوائس ترتیب دی، جس کا مطلب Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment ہے۔ آئی ایس ایس پر، وہ پانی بھر سکتے ہیں، لیکن مریخ پر، انہیں پانی تلاش کرنے کے لیے یا تو قطبی کیپس پر جانا پڑے گا یا برف نکالنے کے لیے کئی فٹ نیچے ڈرل کرنا پڑے گی۔ اسی لیے MOXIE مریخ کے ماحول سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کا استعمال کرتے ہوئے آکسیجن تخلیق کرتا ہے۔ سیدھے الفاظ میں، مریخ کی فضا تقریباً 95 فیصد کاربن ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل ہے، اور MOXIE اسے استعمال کرتا ہے۔
تکنیکی ترقی اور مستقبل کے امکانات
یہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو پمپ کرتا ہے اور اس پر دباؤ ڈالتا ہے، پھر اسے الیکٹرولائزر میں رکھتا ہے اور اسے 800 ڈگری سیلسیس تک گرم کرتا ہے۔ یہ عمل آکسیجن گیس کو کاربن ڈائی آکسائیڈ سے الگ کرتا ہے۔ الیکٹرولائزر سونے کا بنا ہوا ہے کیونکہ سونا ایک بہترین حرارت کا کنڈکٹر ہے، جو دوسرے حصوں کو زیادہ گرم ہونے سے بچاتا ہے۔ اس عمل میں آکسیجن گیس کے ساتھ کاربن مونو آکسائیڈ بھی پیدا ہوتی ہے۔ منفی پہلو یہ ہے کہ اگر اس عمل میں کاربن مکمل طور پر الگ ہو جاتا ہے۔
موثر نظام تیار کرنے میں چیلنجز
یہ کاربن کی ایک تہہ بنا سکتا ہے، جیسا کہ آپ کوکنگ پین کے نیچے دیکھتے ہیں، اور یہ تہہ تیزی سے پرسیورنس روور کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔ اس لیے یہ عمل بہت احتیاط کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ تاہم، مریخ پر، MOXIE ایک وقت میں محدود مقدار میں آکسیجن پیدا کرتا ہے، اور اسے ایسا کرنے کے لیے بہت زیادہ توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کی وجہ سے، NASA اسے صرف کبھی کبھار چلاتا ہے جب سولر پینلز سے اضافی توانائی ہوتی ہے۔ اب تک اس نے صرف 122 گرام آکسیجن بنائی ہے جو انسان کو صرف 35 گھنٹے تک زندہ رکھنے کے لیے کافی ہے۔
اختراعات اور مستقبل کی ٹیکنالوجیز
سسٹم کے ذریعے مریخ پر زیادہ آکسیجن پیدا کرنے کے لیے MOXIE کے ایک بڑے ورژن کی ضرورت ہوگی اور اسے چلانے کے لیے ایک بڑے پاور پلانٹ کی ضرورت ہوگی اور یہی اب تک کا سب سے بڑا چیلنج ہے۔ اب، یہ سمجھنا ضروری ہے کہ MOXIE پہلے ایک کمپریسر کا استعمال کرتے ہوئے کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کمپریس کرتا ہے، اور پھر اسے 800 ڈگری سیلسیس تک گرم کرتا ہے۔ ان دونوں عملوں میں بہت زیادہ توانائی درکار ہوتی ہے۔ اس مسئلے سے نمٹنے کے لیے، سائنسدان مستقبل کی ٹیکنالوجی پر کام کر رہے ہیں جو کم درجہ حرارت پر کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مالیکیولز کو توڑ دے گی۔
کمپن: آکسیجن نکالنے کا مستقبل؟
کاربن ڈائی آکسائیڈ کو گرم کرنے کے بجائے، ہم اس سے آکسیجن کے مالیکیولز کو الگ کرنے کے لیے کمپن پیدا کرنے جا رہے ہیں۔ اس ٹیکنالوجی کا تجربہ ایک لیب میں کیا گیا ہے، لیکن زمین کے زیادہ ہوا کے دباؤ اور درجہ حرارت کی وجہ سے، ہم یہاں یہ تجربہ نہیں کر سکتے۔ تاہم، مریخ کی فضا اس قسم کے کام کے لیے بہترین ہے۔ ٹیکنالوجی سے کوئی فرق نہیں پڑتا، ہمارا مقصد مریخ پر صرف وہاں موجود وسائل کو استعمال کرتے ہوئے آکسیجن پیدا کرنا ہے اور اس آکسیجن کو پیدا کرنے والے آلات اسی کے مطابق بنائے جائیں گے۔
مریخ کی نوآبادیات میں خود کفالت کی اہمیت
انحصار بہت زیادہ تشویش کا باعث نہیں ہونا چاہئے کیونکہ ISS زمین سے صرف 400 کلومیٹر دور ہے۔ اگر ان کا آکسیجن پیدا کرنے کا نظام ناکام ہو جاتا ہے، تو خلابازوں کو واپس لانا کوئی بڑی بات نہیں ہے — وہ صرف اپنے ایمرجنسی سوٹ پہن سکتے ہیں اور واپس جانے سے پہلے ایندھن بھرنے کے لیے چند گھنٹے انتظار کر سکتے ہیں۔ لیکن اگر مریخ کو نوآبادیاتی بنانے کے بعد آکسیجن پیدا کرنے کے نظام میں کچھ غلط ہو جاتا ہے، تو ایندھن بھرنے کے کوئی آپشن نہیں ہوں گے، اور زمین پر واپس جانا اتنا آسان نہیں ہوگا۔
"آپ کے تمام خوبصورت تبصروں کا بہت بہت شکریہ! اگلے زبردست بلاگ میں ملیں گے!"