كيف يتنفس رواد الفضاء خارج كوكب الأرض؟

يعد التنفس أحد أكبر التحديات التي يواجهها رواد الفضاء أثناء رحلاتهم خارج كوكب الأرض، حيث لا يوجد أكسجين حر في الفضاء، كما أن الظروف البيئية هناك لا تدعم الحياة البشرية. ومع ذلك، تمكنت وكالات الفضاء من تطوير أنظمة معقدة تضمن بقاء رواد الفضاء آمنين وقادرين على التنفس، سواء كانوا داخل محطة الفضاء الدولية أو خلال المهمات الفضائية الخارجية. لكن كيف يتم إنتاج الأكسجين؟ وما هي التقنيات المستخدمة لإعادة تدويره؟

إنتاج الأكسجين في محطة الفضاء الدولية

على متن محطة الفضاء الدولية (ISS)، يتم إنتاج الأكسجين من خلال نظام التحليل الكهربائي للماء، حيث يتم فصل جزيئات الماء (H₂O) إلى أكسجين (O₂) وهيدروجين (H₂) باستخدام الكهرباء. يُطلق الأكسجين داخل المحطة ليستخدمه الرواد في التنفس، بينما يتم التخلص من الهيدروجين أو إعادة استخدامه في عمليات أخرى مثل إنتاج الماء عند دمجه مع ثاني أكسيد الكربون. 

يعد هذا النظام أحد أكثر الطرق كفاءة للحفاظ على إمدادات الأكسجين، خاصة أن الماء يمكن إرساله من الأرض أو إعادة تدويره داخل المحطة من البول والعرق باستخدام أنظمة تنقية متطورة.

إعادة تدوير الهواء والتخلص من ثاني أكسيد الكربون

لا يقتصر الأمر على إنتاج الأكسجين فقط، بل يجب أيضًا التعامل مع ثاني أكسيد الكربون (CO₂) الناتج عن عملية التنفس، لأن تراكمه في الهواء قد يكون سامًا. لهذا، تستخدم محطة الفضاء الدولية أنظمة تنقية الهواء مثل جهاز "سي أو تو سكربر" (CO₂ Scrubber)، الذي يعمل على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء، مما يحافظ على توازن الغازات داخل المحطة. يتم أيضًا استخدام أنظمة "سابر" (SABER)، التي تعيد تدوير ثاني أكسيد الكربون وتحوله إلى أكسجين جزئيًا، مما يجعل النظام أكثر كفاءة واستدامة.

عند خروج رواد الفضاء في المهمات الخارجية، لا يمكنهم الاعتماد على أنظمة المحطة، لذا يتم تزويدهم بوحدات دعم الحياة المحمولة، التي تحتوي على خزانات أكسجين مضغوطة ونظام متكامل لتنظيم الضغط وفلترة ثاني أكسيد الكربون. هذه البدلات مصممة لتحافظ على ضغط الهواء المثالي، ما يتيح لرواد الفضاء التنفس بحرية أثناء العمل خارج المركبة. بفضل هذه التقنيات، يمكن للبشر البقاء في بيئة لا تدعم الحياة، مما يجعل استكشاف الفضاء ممكنًا وآمنًا.