Remiantis nauju Kinijos mokslininkų tyrimu, kuris 2022 m. gegužės 5 d. buvo paskelbtas žurnale, Mėnulio dirvožemyje yra aktyvių junginių, kurie gali paversti anglies dioksidą deguonimi ir kuru. džaulių. Šiuo metu jie tiria, ar Mėnulio ištekliai gali būti naudojami palengvinti žmonių tyrinėjimus Mėnulyje ar už jo ribų.

Nankino universiteto medžiagų mokslininkai Yingfang Yao ir Zhigang Zou tikisi sukurti sistemą, kuri išnaudotų Mėnulio dirvožemio ir saulės spinduliuotę – du gausiausius Mėnulyje išteklius. Išanalizavusi Kinijos erdvėlaivio Chang’e 5 sugrąžintą Mėnulio dirvožemį, tyrėjų komanda nustatė, kad mėginyje yra junginių, įskaitant daug geležies ir titano turinčių medžiagų, kurie galėtų veikti kaip katalizatorius gaminant norimus produktus, tokius kaip deguonis, naudojant saulės šviesą ir anglies dioksidą. .

Šiame paveikslėlyje parodytas Mėnulio dirvožemio pavyzdys, kurį parsivežė Kinijos erdvėlaivis Chang’e 5. Kreditas: Yingfang Yao

Remdamasi stebėjimu, komanda pasiūlė „nežemiškos fotosintezės“ strategiją. Iš esmės sistema naudoja Mėnulio dirvožemį, kad iš Mėnulio ir astronautų kvėpuojamų išmetamųjų dujų skaidytų į deguonį ir vandenilį, maitinamą saulės spindulių. Mėnulio gyventojų išskiriamas anglies dioksidas taip pat surenkamas ir sujungiamas su vandeniliu iš vandens elektrolizės, vykstant Mėnulio dirvožemio skatinamam hidrinimo procesui.

Proceso metu susidaro angliavandeniliai, tokie kaip metanas, kurie gali būti naudojami kaip kuras. Tyrėjai teigia, kad strategija naudoja ne išorinę energiją, o saulės šviesą, kad būtų gaminami įvairūs pageidaujami produktai, tokie kaip vanduo, deguonis ir kuras, kurie galėtų palaikyti gyvybę Mėnulio bazėje. Komanda ieško galimybės išbandyti sistemą kosmose, greičiausiai su būsimomis Kinijos pilotuojamomis mėnulio misijomis.

Šioje diagramoje parodyta, kaip Mėnulio dirvožemis gali veikti kaip nežemiškos fotosintezės katalizatorius, gaminantis deguonį ir kurą, reikalingą ilgalaikiam išlikimui Mėnulyje. Kreditas: Yingfang Yao

„Naudojame vietoje esančius aplinkos išteklius, kad sumažintume raketų naudingąją apkrovą, o mūsų strategija pateikia tvarios ir įperkamos gyvenamosios aplinkos už planetos scenarijų“, – sako Yao.

Nors Mėnulio dirvožemio katalizinis efektyvumas yra mažesnis nei Žemėje turimų katalizatorių, Yao teigia, kad komanda bando įvairius būdus, kaip patobulinti dizainą, pavyzdžiui, lydyti Mėnulio dirvožemį į didelės entropijos nanomedžiagą, kuri yra geresnis katalizatorius.

Šiame vaizdo įraše parodyta fotovoltinių elementų varoma vandens elektrolizė, kurią stimuliuoja mėnulio dirvožemis. Kreditas: Yingfang Yao

Anksčiau mokslininkai siūlė daugybę nežemiško išgyvenimo strategijų. Tačiau daugumai dizainų reikia maitinimo šaltinių iš žemės. pavyzdžiui,[{” 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.