Οι «σκονισμένες» επιφάνειες της Σελήνης και του Άρη κρύβουν κάποιους αόρατους κινδύνους για τους μελλοντικούς εξερευνητές. Υπάρχουν περιοχές που σχηματίζονται κάποιες άκρως οξειδωτικές χημικές ενώσεις, οι οποίες θα μπορούσαν να είναι δραστικές σε τέτοιο βαθμό που να προκαλέσουν χημικά εγκαύματα στο απροστάτευτο δέρμα ή στους πνεύμονες των αστροναυτών. Μια ελληνική ερευνητική ομάδα, εμπνεόμενη από τις πρωτοποριακές προσπάθειες αναζήτησης ζωής στον Άρη, αναπτύσσει μια συσκευή για την ανίχνευση αυτών των «δραστικών μορφών οξυγόνου», καθώς και για την «αποκομιδή» επαρκούς ποσότητας οξυγόνου ώστε να επιτρέπει την επιβίωση των αστροναυτών επ’ αόριστον.
Τα αμερικάνικα διαστημόπλοια Viking, που προσεδαφίσθηκαν στον Άρη το 1976, πραγματοποίησαν πειράματα αναζήτησης ζωής, τα αποτελέσματα των οποίων συζητούνται ακόμη και σήμερα, ήδη εδώ και τέσσερις δεκαετίες.
Κατά το πείραμα «Ραδιοσημασμένης Έκλυσης» (αερίων) του Viking αναμείχθηκε θρεπτικό υγρό με δείγμα εδάφους του Άρη, με συνέπεια να παρατηρηθεί απελευθέρωση άφθονης ποσότητας αέριου οξυγόνου. Ορισμένοι ερευνητές ερμήνευσαν αυτό το αποτέλεσμα ως ένδειξη ύπαρξης μικροβιακής ζωής στον Άρη. Ωστόσο, ακόμη και μετά την αποστείρωση του δείγματος σε θερμοκρασία 160°C, αυτή η παραγωγή οξυγόνου συνεχίστηκε. Ταυτοχρόνως, τα άλλα πειράματα του Viking δεν βρήκαν ίχνη οργανικών χημικών ουσιών.
«Η κυριαρχούσα ερμηνεία σήμερα είναι ότι αυτά τα αποτελέσματα οφείλονταν σε μια αβιοτική χημική αντίδραση», σημειώνει ο Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης, καθηγητής στο τμήμα Γεωλογικών Επιστημών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.
«Η παραγωγή οξυγόνου προκλήθηκε από κάποιες δραστικές μορφές οξυγόνου οι οποίες αντιδρούν με το νερό στο εν λόγω θρεπτικό υγρό. Τέτοιες δραστικές μορφές μπορεί να προέρχονται από μεταλλικά άλατα σουπεροξειδίων, υπεροξειδίων, ή υπερχλωρικών ενώσεων. Οι τελευταίες μάλιστα εντοπίστηκαν πράγματι από το Αρειανό Διαστημικό Όχημα Φοίνιξ της NASA στην Αρκτική περιοχή του Άρη το 2008», σημειώνει ο Χρήστος Γεωργίου, ομότιμος καθηγητής του τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, και εξηγεί:
«Η χαρτογράφηση τέτοιων εξαιρετικά δραστικών μορφών οξυγόνου θα είναι σημαντική για τους εποίκους του Άρη και της Σελήνης, όχι μόνο επειδή η ύπαρξή τους θα είναι εχθρική για την όποια ανθρώπινη εγκατάσταση ή ακόμα και την ανάπτυξη καλλιεργειών, αλλά και επειδή θα έχουν εξαλείψει κάθε ίχνος πιθανών βιολογικών απολιθωμάτων στον Άρη. Συνεπώς, αυτές οι περιοχές θα αποκλείονταν από την έρευνα για αναζήτηση ζωής στον Άρη».
Στο τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών έχουν πραγματοποιηθεί εδαφολογικά πειράματα και έχουν ήδη δείξει τη δημιουργία δραστικών μορφών οξυγόνου σε δείγματα εδάφους από τις άνυδρες ερήμους Μοχάβε και Ατακάμα που προσομοιάζουν με του Άρη, καθώς και σε υπερχλωρικά άλατα μετά από έκθεσή τους στην κοσμική ακτινοβολία.
«Αυτές οι δραστικές μορφές οξυγόνου δημιουργούνται από την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία ιδίως επί ξηρών ορυκτών θρυμματισμένων από ακραίες θερμοκρασίες, αλλά και από μικρού μεγέθους μετεωρίτες, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται επιφάνειες με πολλούς ελεύθερους χημικούς δεσμούς», εξηγεί ο καθηγητής Χρήστος Γεωργίου.
Οι συνεργαζόμενες πανεπιστημιακές ομάδες συνειδητοποίησαν ότι το πείραμα Viking, το οποίο βασίστηκε στη χρήση υγρού με μικροθρεπτικά συστατικά, θα μπορούσε να αποτελεί ένα εφαρμόσιμο μοντέλο με στόχο την ανάπτυξη ενός ανιχνευτή δραστικών μορφών οξυγόνου. Τα δείγματα του εδάφους θα τοποθετούνται σε μια μικρορευστική διάταξη, παράγοντας σε δύο στάδια ανιχνεύσιμο οξυγόνο μέσω της διαβροχής με νερό και της δράσης κατάλληλου χημικού καταλύτη. Πρότειναν δε την ιδέα στην ESA μέσω της πλατφόρμας Open Space Innovation Platform, που αναζητεί πολλά υποσχόμενες ιδέες για έρευνα και ανάπτυξη.
«Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι η τεχνική αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κάτι περισσότερο από την απλή ανίχνευση σουπεροξειδίων», εξηγεί η μηχανικός υλικών και διεργασιών της ESA, Malgorzata Holynska.
«Το έργο αυτό, το οποίο υποστηρίζεται από τον Τομέα Ανάπτυξης Τεχνολογίας της ESA, θα περιλαμβάνει τον αρχικό σχεδιασμό μιας συσκευής αντιδραστήρα μεγάλης κλίμακας για την περιοδική εξαγωγή οξυγόνου από το έδαφος, μια διεργασία που την ονομάσαμε «αποκομιδή οξυγόνου». Στη συνέχεια, η ηλιακή υπεριώδης ακτινοβολία θα αναπληρώνει την παροχή οξυγόνου μέσα σε λίγες ώρες. Εκτιμάται ότι μια έκταση μεγέθους 1,2 εκταρίων (3 στρέμματα) θα απέδιδε αρκετό οξυγόνο για την επιβίωση ενός αστροναύτη».
«Εμπορικά διαθέσιμος αρειανός και σεληνιακός ρηγόλιθος, που έχει αλλοιωθεί χημικά από την επαφή με την πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα της Γης, δεν είναι κατάλληλος για τις δοκιμές μας», λέει ο καθηγητής Ηλίας Χατζηθεοδωρίδης. «Συνεπώς, η ομάδα μας εξετάζει τη δημιουργία δικών μας προσομοιωτών εδάφους που παράγονται σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα. Θα χρησιμοποιήσουμε επίσης σεληνιακούς και αρειανούς μετεωρίτες για να δοκιμάσουμε τον ανιχνευτή, αλλά, εκτός αυτού, σκοπεύουμε να υποβάλουμε αίτηση στη NASA για να λάβουμε και πραγματικά σεληνιακά δείγματα για τις δοκιμές».
«Στόχος μας είναι ο ανιχνευτής να είναι μικρότερος από ένα χαρτόδετο βιβλίο», λέει ο Δρ Ιωάννης Μαρκόπουλος, επικεφαλής της εταιρείας ZEROONE που πρόκειται να κατασκευάσει το πρωτότυπο της συσκευής αυτής. «Είναι πολύ πιθανό να φανεί η συσκευή αυτή ιδιαίτερα χρήσιμη στους αστροναύτες για όλο το χρονικό διάστημα οποιασδήποτε αποστολής στη Σελήνη και τον Άρη».
«Οι δραστικές μορφές οξυγόνου παράγονται και στο ίδιο μας το σώμα, το οποίο για αυτό το λόγο αντιδρά παράγοντας προστατευτικές αντιοξειδωτικές ενώσεις», προσθέτει ο καθηγητής Χρήστος Γεωργίου, και συμπληρώνει: «Αυτές μπορούν επίσης να παραχθούν και μέσω των εκτεθειμένων στην ακτινοβολία ξηρών χερσαίων εδαφών, αλλά και κατά τη διάρκεια εξορυκτικών δραστηριοτήτων. Στο διάστημα παράγονται από την κοσμική ακτινοβολία που αλληλεπιδρά με μεταλλικές επιφάνειες, όπως αυτές των δεξαμενών νερού και τροφίμων, αλλά και της καμπίνας των αστροναυτών, σε συνδυασμό με το υφιστάμενο οξυγόνο. Επομένως ένας τέτοιος ανιχνευτής θα είναι σίγουρα χρήσιμος και για την παρακολούθηση του περιβάλλοντος ενός διαστημικού σκάφους ή σταθμού».
Ο Δρ Μαρκόπουλος προσθέτει: «Βεβαίως, εξετάζουμε και τη δυνατότητα ενός επίγειου τεχνοβλαστού (spin-off). Δεδομένου ότι αυτές οι επιβλαβείς δραστικές μορφές οξυγόνου είναι ευρέως διαδεδομένες στη Γη, υπάρχουν τα περιθώρια εμπορευματοποίησης ενός πολύ καλού εργαλείου».
