விண்வெளியில் எங்கு அல்லது எப்படி ஆக்சிஜன் கிடைக்கும்? | ஆக்சிஜனை விண்வெளியில் இருந்து உருவாக்க முடியுமா? | ஆக்சிஜன் என்றால் என்ன? | Atmosphere Layers | MOXIE | Sabatier process | Electrolysis | In Situ Resource Utilization |

              விண்வெளி (space) என்பது மிகவும் பெரியது ஆகும். அதனின் எல்லையை (edge) இன்னும் நம்மால் கண்டு பிடிக்க முடியவில்லை (not discovered). இருப்பினும், விண்வெளிக்கு செல்ல இந்த உலகில் உள்ள அனைத்து மக்களும் (people) விரும்புகிறார்கள் (interest). தற்போதைய நிலையில் பூமிக்கு (earth) மேலே வேறும் இரண்டு விண்வெளி ஆய்வு மையங்கள் (space stations) மட்டுமே தான் உள்ளது. மேலும், விண்வெளி சுற்றுலா பயணம் (space tourism) தற்போது தான் ஆரம்ப கட்டத்தில் (starting stage) இருக்கிற து. மேலும், புதிய விண்வெளி திட்டங்கள் (plans) மூலம் அரசு (Government) மற்றும் தனியார் விண்வெளி அமைப்புகள் (private space agencies), விண்வெளி சுற்றுலா பயணத்தையும் மற்றும் விண்வெளி ஆராய்ச்சி பயணத்தையும் ஊக்குவித்து (promote) வருகின்றனர். இன்னும் சில தசாப்பத்தில் (decade) மனித இனம் வேறு கிரகத்தில் தன்னிறைவு காலனியாக (self sustaining colony) மனித இனம் மாறி விடும்

.

An Astronaut in space on a space suit.
Because there is no oxygen above earth's atmosphere.

                 இவ்வாறு, விண்வெளிக்கு (Space) சென்று வாழ நினைக்கும் (live) மனிதன் (Human), பல்வேறு சவால்களைச் (challenges) சந்திக்க வேண்டியுள்ளது. இதில் ஓன்று தான், விண்வெளியில் (space) எங்கு (where) அல்லது எப்படி (How) ஆக்சிஜன் (get Oxygen) கிடைக்கும்? ஆக்சிஜன் (Oxygen) என்றால் என்ன? ஆக்சிஜனை (Oxygen) விண்வெளியில் இருந்து உருவாக்க முடியமா (can we produce in space)?

ஆக்சிஜன் (Oxygen) என்றால் என்ன?

                 ஆக்சிஜன் (oxygen) என்பது அடிப்படையில் ஒரு வாயு (gas) ஆகும். மேலும், மனிதன் மற்றும் விலங்குகள் இந்த உலகில் ஆக்சிஜனை சுவசித்து (breathe) தான் உயிர் (living) வாழ்கிறார்கள். ஆக்சிஜன் தான் இந்த உலகில் மூன்றாவது அதிகம் காணப்படும் உறுப்பு (abundant element) ஆகும். மேலும், இந்த பிரபஞ்சத்தில் (universe) மூன்றாவது அதிகம் காணப்படும் உறுப்பு ஆகும். 

Oxygen in a cylinder.
Amazing Art!!

இந்த உலகில் உள்ள வளிமண்டலத்தில் (atomsphere) 21 சதவீதம் ஆக்சிஜன் தான் இடம் பெற்று இருக்கிறது. ஓசோன் (Ozone) வளிமண்டலம் முழுவதும் ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளால் (molecules) உருவானது ஆகும். எனவே, ஒரு உயிரினம் வாழ்வதற்கு ஆக்சிஜன் தான் அடிப்படை தேவை (basic need) ஆகும்.

விண்வெளியில் (space) எங்கு (where) அல்லது எப்படி (how) ஆக்சிஜன் கிடைக்கும் (get oxygen)? ஆக்சிஜனை விண்வெளியில் இருந்து உருவாக்க முடியுமா (Can we produce oxygen in space)?

                     பூமியிலிருந்து உயரே செல்லச் செல்லக் காற்றின் அடர்த்தி (density) குறையும். மேகம், மின்னல் (lighting) போன்ற வானிலை நிகழ்வுகள் எல்லாம் வெறும் 17 கி.மீ. உயர வளிமண்டல அடுக்குகளில் (layer) தான் நிகழும். இந்த உயரத்துக்கு உள்ளேயே வளிமண்டலக் காற்றில் சுமார் 75 சதவீத காற்று அடைங்கி (contains) உள்ளது. அதற்கும் மேலே செல்லும் போது, காற்றின் அடர்த்தி மேலும் குறைந்து (decrease) விடும். 

Earth's atmosphere layer
In red,orange and black colour pattern.
Wow!

                          தரைப் பரப்பு (sea level) அடர்த்தி போல ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு அடர்த்தி தான் சுமார் 50 கி.மீ. உயரத்தில் (height) காற்றின் அடர்த்தி ஆகும். பூமியைப் போர்வை (blanket) போலச் சுற்றியுள்ள காற்றில் 99 சதவீத காற்று, சுமார் 32 க.மீ. உயரத்துக்குள் அடைபட்டுக் கிடக்கிறது. பூமியிலிருந்து சுமார் 100 கி.மீ. உயரத்துக்கு மேலே விண்வெளி (space) எனக் கொள்வார்கள். அந்த உயரத்துக்குக் கீழே மொத்த வளிமண்டலத்தின் 99.9999 சதவீதக் காற்று இருக்கிறது. 

"O" letter shape in water.
Which significances oxygen dissolved in water.

                           அந்த உயரத்துக்கு மேலே சொற்ப அளவில் (very little) தான் காற்று உள்ளது. எனவே தான், ஏறத்தாழ இருபது சதவீதம் இருக்கும் ஆக்சிஜனும் அரிதே (rare)! எனவே, விண்வெளியில் ஆக்சிஜன் கிடைப்பது கடினம் (difficult) ஆகும். ஆனால், விண்வெளியில் உள்ள கிரகங்கள் (planets), சிறுகோள்கள் (asteroids), விண்கற்கள் (meteoroids) மற்றும் வால் நட்சத்திரங்களில் (comets) கிடைக்க வாய்ப்புகள் (chances) அதிகம் உள்ளது. இவ்வாறு விண்வெளியில் உள்ள கோள்களில் இருந்து நமக்கு தேவைப் படும் (needed) ஆக்சிஜனை உருவாக்கும் (produce) முயற்சி தற்போது தான் ஆரம்ப நிலையில் உள்ளது. 

MOXIE experiment will help to produce oxygen in the martian atmosphere.

                              கடந்த ஆண்டு அமெரிக்காவின் விண்வெளி ஆராய்ச்சி அமைப்பான நாசா (NASA) செவ்வாய் கிரகத்திற்கு (Mars) அனுப்பிய விடாமுயற்சி ரோவரில், (Preservence Rover) மாக்ஸி (MOXIE) என்ற தொழில் நுட்பத்தை (technology) வைத்து செவ்வாய் கிரகத்தில் உள்ள கார்பன் டைஆக்சைடை (Carbon dioxide) ஆக்சிஜனாக (oxygen) மாற்றும் (change) பரிசோதனை முயற்சி (experiment) தான் மாக்ஸி ஆகும். செவ்வாய் ஆக்சிஜன் சூழ்நிலை வளம் பயன்பாடு பரிசோதனை (Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment) தான் மாக்ஸியின் முழு விரிவாக்கம் (expansion) ஆகும். இந்த பரிசோதனையில் கார்பன் டைஆக்சைடு (Carbon dioxide) மின்னாற் பகுப்பு (electrolysis process) வழிமுறை மூலம் கார்பன் மோனாக்சைடு (carbon monoxide) மற்றும் ஆக்சிஜனாக (oxygen) மாற்றம் அடையும்.

இதனின் சூத்திரம் (Formula):

            சிஓ2 (CO2) -> சிஓ (CO) + ஓ (O) ஆகும்.

 இதற்காக மாக்ஸியில் திட ஆக்சைடு மின்னாற் பகுப்பு முறையை (Solid oxide electrolysis process) பயன் படுத்துவர்கள்.

 

Gas molecules in simple drawings.
To better understand!!

                                தற்போது வரை இந்த பரிசோதனை (experiment) மூலம் ஐந்து கிராம் (five gram) ஆக்சிஜனை நாம் செயற்கையாக (artificially) செவ்வாய் கிரகத்தில் உருவாக்கி உள்ளோம். மேலும், இதில் வரும் கார்பன் மோனாக்சைடையும் (Carbon monoxide) ராக்கெட் எரிபொருளாகவும் (Rocket fuel) நம்மால் பயன் படுத்த முடியும். ஆனால், இந்த மாக்ஸி (MOXIE) தற்போது தான் ஆரம்ப கட்டத்தில் பரிசோதனை செய்து வருகிறார்கள். இன்னும் பல ஆய்வுகளுக்கு பின்பே, நாம் அதிக அளவில் (large quantity) ஆக்சிஜனை செவ்வாய் கிரகத்தில் மாக்ஸியின் உதவி மூலம் உருவாக்க முடியும் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் (researchers) நம்புகிறார்கள்.

                               மேலும், மற்றொரு வழிமுறை மூலம் நம்மால் ஆக்சிஜன் (oxygen) மற்றும் தண்ணீரை (water) செவ்வாய் கிரகத்தில் உருவாக்க (produce) முடியும். இந்த வழிமுறையின் பெயர் சபாட்டியர் வழிமுறை (sabatier process) ஆகும். இந்த வழிமுறையில் கார்பன் டைஆக்சைடு (carbonate dioxide) மற்றும் ஹைட்ரஜன் (hydrogen) சேர்ந்து நமக்கு மீத்தேன் (methane) மற்றும் தண்ணீர் (water) விளைவு பொருளாக கிடைக்கும்.

Mars has very large amount of carbon dioxide in it.
COOOOver2.!!

இதனின் சூத்திரம் (formula):

     சிஓ2 (CO2) + 4எச்2 (4H2) -> சிஎச்4 (CH4) + 2எச்2ஓ (2H2O) ஆகும்.

இந்த வழிமுறையில் அதிக அழுத்தம் (pressure), போதிய வெப்ப நிலை (temperature) மற்றும் வினையூக்கி (catalyst) ஆகியவை தேவை படும். தண்ணீர் தான் ஒரு உயிர் வாழ்வதற்கான அடிப்படை தேவை (basic need) ஆகும். ஏனெனில், வேறு கிரகத்தில் குடிக்க (drink), விவசாயம் (agriculture) செய்ய மற்றும் பல்வேறு வகையான வளர்ச்சி வேலைகளுக்கு (infrastructure growth) தண்ணீர் மிகவும் தேவை படும். மேலும், தண்ணீரை வைத்துக் கூட நம்மால் ஆக்சிஜனை எளிதில் உருவாக்க முடியும். இதே மட்டுமின்றி, மீத்தேனை (methane) வைத்து ராக்கெட்டுகளுக்கு (Rocket) தேவைப் படும் எரிபொருட்களை (fuel) நம்மால் செவ்வாய் கிரகத்தியிலேயே எளிதில் உருவாக்க முடியும்.

A kid doing a chemical experiment in a lab.
Expolison!!!!.

                                  மேலும், விண்வெளியில் சுற்றிக் கொண்டு இருக்கும் விண்கற்கள் (meteoroid) மற்றும் வால் நட்சத்திரங்களில் (comets) இருக்கும் பனிகளை (ice) வைத்துக் கூட ஆக்சிஜனை உருவாக்க முடியும். ஆனால், அது மிகவும் கடினமான செயல் ஆகும். மேலும், பூமியை தவிர்த்து செவ்வாய் கிரகத்தில் தான் மனிதன் வாழ்வதற்கான சத்தியக் குறுகள் (chances) அதிகமாக உள்ளது. எனவே, மனிதன் செவ்வாய் கிரகத்தில் இருக்கும் கார்பன் டைஆக்சைடையை (carbon dioxide) வைத்து ஆக்சிஜனை (oxygen) உருவாக்குவது தான் தற்போதைய நிலையில் மிகவும் நம்பிக்கையுடைய மற்றும் எளிமையான வழிமுறை ஆகும்.

அடிக்கடிக் கேட்கப்படும் கேள்விகள்: (Frequently asked questions)

1. பூமியின் வளிமண்டல அடுக்குகள் (Earth's Atmosphere layers) பற்றி!  

                    பூமியின் வளிமண்டல அடுக்குகள்: (Earth's Atmosphere layers)

-வெப்ப மண்டலம், (Troposphere)

-அடுக்கு மண்டலம், (Stratosphere)

-மத்திய மண்டலம், (Mesosphere)

-தெர்மோஸ்பியர், (Thermosphere)

-புறக்காற்று மண்டலம் (Exosphere) மற்றும்

-அயனோஸ்பியர். (Ionosphere)

இந்த வளிமண்டலத்தில் நைட்ரஜன் (hydrogen), ஆக்சிஜன் (oxygen) மற்றும் ஆர்கான் (Argon) போன்ற வாயுக்கள் அதிக அளவில் காணப்படும்.

வெப்ப மண்டலம் (Troposphere): இது கடல் மட்டத்தில் (sea level) இருந்து மேலே 12 கி.மீ. வரை இருக்கும்.

ஓசோன் மண்டலம் (Ozone layer) வெப்ப மண்டலம் (Troposphere) மற்றும் அடுக்கு மண்டலத்திற்கு (Stratosphere) இடையே காணப்படும்.

Ozone layer helps us by preventing the entry of harmful radiations from sun to our atmosphere .

அடுக்கு மண்டலம் (Stratosphere): இது கடல் மட்டத்திற்கு மேலே 12 கி.மீ இருந்து 50 கி.மீ வரை இருக்கும்.

மத்திய மண்டலம் (Mesosphere): இது கடல் மட்டத்திற்கு மேலே 50 கி.மீ. இருந்து 80 கி.மீ. வரை இருக்கும். 

தெர்மோஸ்பியர் (Thermosphere): இது கடல் மட்டத்திற்கு மேலே 80 கி.மீ இருந்து 700 கி.மீ. வரை இருக்கும். சர்வதேச விண்வெளி ஆராய்ச்சி மையம் (International space station) இந்த வளிமண்டலத்தில் தான் பூமியை சுற்றி (orbit) கொண்டு இருக்கும்.

புறக்காற்று மண்டலம் (Exosphere): இது கடல் மட்டத்திற்கு மேலே 700 கி.மீ. இருந்து 10000 வரை இருக்கும்.

அயனோஸ்பியர் (Ionosphere): இந்த வளிமண்டலம் மத்திய மண்டலம் (Mesosphere), தெர்மோஸ்பியர் (Thermosphere) மற்றும் புறக்காற்று மண்டலத்தில் (Exosphere) இடம் பெற்று இருக்கும். இது கடல் மட்டத்திற்கு மேலே 50 கி.மீ. இருந்து 1000 கி.மீ. வரை இருக்கும்.

2. சபாட்டியர் வழிமுறையைக் (Sabatier process) கண்டுபிடித்தவர்கள் (discovered) யார்?

                    சபாட்டியர் வழிமுறை (Sabatier process) மூலம் மீத்தேன் (methane) மற்றும் தண்ணீரை, ஹைட்ரஜன் (hydrogen) மற்றும் கார்பன் டைஆக்சைடுவில் (carbon dioxide) இருந்து உருவாக்க முடியும். இந்த வழிமுறையை பிரெஞ்சு வேதியியலாளர்கள் (French chemist) பால் சபாட்டியர் (Paul Sabatier) மற்றும் ஜீன் பாப்டிஸ்ட் அனுப்புநர் (Jean Baptiste Senderens) ஆகிய இருவர் 1897 ஆம் கண்டுபிடித்தவர்கள் ஆவார். 

An old scientist doing a experiment.
Amazing art!!

பால் சபாட்டியர் தான் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசை (Nobel Prize) 1912 ஆம் ஆண்டு பெற்றவர் ஆவார். இவர் நவம்பர் (Novmeber) மாதம் 5 ஆம் தேதி 1856 ஆம் ஆண்டு பிறந்தார். இவர் ஆகஸட் (August) மாதம் 14 ஆம் தேதி 1941 ஆம் ஆண்டு இறந்தார். ஜீன் பாப்டிஸ்ட் அனுப்புநர், ஜனவரி (January) மாதம் 27 ஆம் தேதி 1856 ஆம் ஆண்டு பிறந்தார். இவர் செப்டம்பர் (September) மாதம் 26 ஆம் தேதி 1937 ஆம் ஆண்டு இறந்தார்.

3. சூழ்நிலை வளம் பயன்பாடு (In Situ Resource Utilization) பற்றி!

                     சூழ்நிலை வளம் பயன்பாடு (In Situ Resource Utilization), விண்வெளி ஆய்வுக்கு தான் அதிகம் பயன்படும். இதில் வளங்கள் (resources) சேகரிக்கிறது (collecting), செயலாக்கம் (processing), சேமித்து வைத்தால் (storing) மற்றும் பொருட்களின் பயன்பாடு (use of materials) ஆகியவை இடம் பெறும். இந்த வளங்கள் பூமியில் இருந்து கொண்டு வர வேண்டிய வளங்களுக்கு மாற்றாக (replace) அமையும். 

Resources are the back bone for the infrastructure development of a colony.

இந்த சூழ்நிலை வளம் பயன்பாடு தான் மற்ற கிரகங்களில் (other planets) மனிதன் தன்னிறைவு காலனியை (self sustaining colony) உருவாக்க முதுகெலும்பாக (back bone) பயன் படுத்த படும்.

4. மின்னாற் பகுப்பு வழிமுறை (Electrolysis process) பற்றி!

                        மின்னாற் பகுப்பு வழிமுறை (Electrolysis process) என்பது ஒரு பொருளின் மீது மின்சாரம் (electricity) பாயும் (flow) போது, பொருளில் வேதியியல் மாற்றங்கள் (chemical changes) ஏற்படும். இந்த வழிமுறை மின்னாற் பகுப்பு செல்லில் (electrolytic cell) மேற்கொள்ளப் படும். இந்த செல்லில் இரண்டு மின்முனைகள் (electrodes) இருக்கும். ஓன்று, நேர்மறை மின்முனை (positive electrode) ஆகும். மற்றொன்று, எதிர்மறை மின்முனை (negative electrode) ஆகும். 

Electrolysis experiment's simple diagram.

இந்த இரு மின்முனைகள் இரண்டும் பிரிக்கப் பட்டு, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளின் தீர்வில் (charged ions solution) தோய்க்கப் பட்டு (dipped) இருக்கும். இதன் மூலம் உலோகங்களை பிரிததெடுத்தல்  (extraction of metals), உலோகங்களை சுத்திகரித்தல் (refining of metals) மற்றும் மின்மூலம் பூசுதல் ( electro plating) போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு உதவும்.

*Note: The images in this post may or may not relevant to the topics.