Pôda na Mesiaci obsahuje aktívne zlúčeniny, ktoré dokážu premeniť oxid uhličitý na kyslík a palivo, podľa novej štúdie vedcov v Číne a zverejnenej 5. mája 2022 v časopise. joulov. V súčasnosti skúmajú, či možno mesačné zdroje použiť na uľahčenie ľudského prieskumu na Mesiaci alebo mimo neho.

Vedci z univerzity v Nanjing Yingfang Yao a Zhigang Zou dúfajú, že navrhnú systém, ktorý využíva lunárnu pôdu a slnečné žiarenie, dva najhojnejšie zdroje na Mesiaci. Po analýze lunárnej pôdy, ktorú priniesla čínska kozmická loď Chang’e 5, výskumný tím zistil, že vzorka obsahuje zlúčeniny – vrátane materiálov bohatých na železo a titán –, ktoré by mohli pôsobiť ako katalyzátor na výrobu žiaducich produktov, ako je kyslík pomocou slnečného žiarenia a oxidu uhličitého. .

Tento obrázok ukazuje vzorku lunárnej pôdy, ktorú priniesla čínska kozmická loď Chang’e 5. Poďakovanie: Yingfang Yao

Na základe pozorovania tím navrhol stratégiu „mimozemskej fotosyntézy“. Systém v podstate využíva mesačnú pôdu na rozklad vody extrahovanej z Mesiaca a vo výfukových plynoch astronautov na kyslík a vodík poháňaný slnečným žiarením. Oxid uhličitý emitovaný obyvateľmi Mesiaca sa tiež zhromažďuje a kombinuje s vodíkom z elektrolýzy vody počas hydrogenačného procesu stimulovaného lunárnou pôdou.

Proces produkuje uhľovodíky, ako je metán, ktorý možno použiť ako palivo. Vedci tvrdia, že stratégia nevyužíva vonkajšiu energiu, ale slnečné svetlo na výrobu rôznych požadovaných produktov, ako je voda, kyslík a palivo, ktoré by mohli podporiť život na mesačnej základni. Tím hľadá príležitosť otestovať systém vo vesmíre, pravdepodobne s budúcimi čínskymi misiami na Mesiac s ľudskou posádkou.

Tento diagram ukazuje, ako by mesačná pôda mohla pôsobiť ako katalyzátor pre mimozemskú fotosyntézu na výrobu kyslíka a paliva potrebného na dlhodobé prežitie na Mesiaci. Kredit: Yingfang Yao

„Na zníženie užitočného zaťaženia rakiet používame environmentálne zdroje na mieste a naša stratégia poskytuje scenár pre trvalo udržateľné a cenovo dostupné životné prostredie mimo planéty,“ hovorí Yao.

Zatiaľ čo katalytická účinnosť lunárnej pôdy je nižšia ako katalyzátory dostupné na Zemi, Yao hovorí, že tím testuje rôzne spôsoby, ako zlepšiť dizajn, ako je roztavenie lunárnej pôdy na vysokoentropický nanomateriál, ktorý je lepším katalyzátorom.

Toto video ukazuje elektrolýzu vody poháňanú fotovoltaickými článkami, ktorá je stimulovaná lunárnou pôdou. Kredit: Yingfang Yao

Predtým vedci navrhovali mnoho stratégií pre mimozemské prežitie. Väčšina návrhov však vyžaduje zdroje energie zo zeme. napríklad,[{“ attribute=““>NASA’s Perseverance Mars rover brought an instrument that can use carbon dioxide in the planet’s atmosphere to make oxygen, but it’s powered by a nuclear battery onboard.

This photograph shows the research team at Nanjing University holding the lunar soil sample. Credit: Yingfang Yao

“In the near future, we will see the crewed spaceflight industry developing rapidly,” says Yao. “Just like the ‘Age of Sail’ in the 1600s when hundreds of ships head to the sea, we will enter an ‘Age of Space.’ But if we want to carry out large-scale exploration of the extraterrestrial world, we will need to think of ways to reduce payload, meaning relying on as little supplies from Earth as possible and using extraterrestrial resources instead.”

Reference: “Extraterrestrial photosynthesis by Chang’E-5 lunar soil” by Yingfang Yao, Lu Wang, Xi Zhu, Wenguang Tu, Yong Zhou, Rulin Liu, Junchuan Sun, Bo Tao, Cheng Wang, Xiwen Yu, Linfeng Gao, Yuan Cao, Bing Wang, Zhaosheng Li, Wei Yao, Yujie Xiong, Mengfei Yang, Weihua Wang and Zhigang Zou, 5 May 2022, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2022.04.011

This work was supported by the National Key Research and Development Program of China, the Major Research Plan of the National Natural Science Foundation of China, the National Natural Science Foundation of China, the Fundamental Research Funds for the Central Universities, the Program for Guangdong Introducing Innovative and Entrepreneurial Teams, the Natural Science Foundation of Jiangsu Province. the open fund of Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, the Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, the Civil Aerospace Technology Research Project: Extraterrestrial In-situ water Extraction and Photochemical Synthesis of Hydrogen and Oxygen, and Foshan Xianhu Laboratory of the Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory.