كيف تتنفس في الفضاء
الفضاء فراغٌ خالٍ من الهواء، ولكن بفضل التكنولوجيا، يمكن لرواد الفضاء أن يتنفسوا بمثل سهولة تنفسهم على الأرض
من منظور البشر، يعد الفضاء بيئة عدائية جداً، حيث تتراوح المخاطر بين الإشعاع المميت إلى انعدام الجاذبية. لكن ربما كانت المشكلة الأوضح هي حقيقة أن الفضاء هو فراغ Vacuum. على الأرض، نحن نأخذ التنفس كأمر مسلم به؛ فنحن مغمورون في غلاف جوي يمنحنا الغاز الأساسي- الأكسجين- الذي نحتاج إليه للبقاء على قيد الحياة. ويتألف الغلاف الجوي للأرض من مزيج من الغازات، فيحتوي على نحو %21 من الأكسجين و78% من النتروجين، في حين تتكون نسبة %1 المتبقية من غازات أخرى مختلفة. ومع ذلك، من وجهة نظرنا، فالأكسجين هو الشيء المهم حقاً. على الرغم من أننا نستهلكه باستمرار، جنباً إلى جنب مع الحيوانات الأخرى، فإنه يتجدد باستمرار بفضل النباتات، التي تُنتج الأكسجين من خلال عملية البناء الضوئي.
عندما نتنفس، يُمتص الأكسجين المأخوذ إلى رئتينا في مجرى الدم. لكن هذا نصف القصة فقط: يُنتج جسمنا ثاني أكسيد الكربون (CO2) كمنتج ثانوي، والذي نُخرجه كزفير عندما نتنفس. ويمثل ثاني أكسيد الكربون هذا خطراً آخر في حد ذاته إذا وجد بكميات كبيرة، لذا فإن الحفاظ على غلاف جوي صحي ينطوي على إزالة ثاني أكسيد الكربون إضافة إلى إضافة أكسجين جديد.
أول شخص فكر بجدّية في مشكلة التنفس في الفضاء كان جول فيرن Jules Verne في روايته المنشورة عام 1865 بعنوان من الأرض إلى القمر From the Earth to the Moon . في رحلته الفضائية الخيالية، وصف فيرن نظاماً كيميائياً ”لدعم الحياة“، والمبني على تسخين كلورات البوتاسيوم Potassium chlorate لإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي، في حين يُمتص هيدروكسيد البوتاسيوم Potassium hydroxide ثاني أكسيد الكربون الزائد. فعلى الرغم من أن هذا ليس النظام المستخدم في المركبات الفضائية الحقيقية بالتحديد، فإن مبدأ فيرن الأساسي- القائل بإمكانية صنع غلاف جوي صالح للتنفس عبر التقنيات الكيميائية – يظل صحيحاً تماماً.
بقلم: أندرو ماي
