Ay toprağı, Ay’daki astronotlar için oksijen ve yakıt üretmek için kullanılabilir.

Çin’deki bilim adamları tarafından 5 Mayıs 2022’de dergide yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, Ay’daki Toprak, karbondioksiti oksijene ve yakıta dönüştürebilen aktif bileşikler içeriyor. joule. Şu anda Ay kaynaklarının Ay’da veya ötesinde insan keşfini kolaylaştırmak için kullanılıp kullanılamayacağını araştırıyorlar.

Nanjing Üniversitesi malzeme bilimcileri Yingfang Yao ve Zhigang Zou, Ay’daki en bol iki kaynak olan ay toprağı ve güneş radyasyonundan yararlanan bir sistem tasarlamayı umuyorlar. Araştırma ekibi, Çin’in Chang’e 5 uzay aracı tarafından geri getirilen ay toprağını analiz ettikten sonra, örneğin, güneş ışığı ve karbondioksit kullanarak oksijen gibi arzu edilen ürünleri üretmek için bir katalizör görevi görebilecek demir ve titanyum açısından zengin malzemeler de dahil olmak üzere bileşikler içerdiğini buldu. .

Bu görüntü, Çin Chang’e 5 uzay aracı tarafından geri getirilen bir ay toprağı örneğini göstermektedir.Kredi: Yingfang Yao

Gözleme dayanarak, ekip bir “dünya dışı fotosentez” stratejisi önerdi. Esasen sistem, aydan çıkarılan suyu ve astronotların solunum egzozunda güneş ışığıyla çalışan oksijen ve hidrojene ayrıştırmak için ay toprağını kullanır. Ay sakinleri tarafından yayılan karbondioksit de toplanır ve ay toprağı tarafından uyarılan hidrojenasyon işlemi sırasında suyun elektrolizinden elde edilen hidrojen ile birleştirilir.

İşlem, yakıt olarak kullanılabilen metan gibi hidrokarbonlar üretir. Araştırmacılar, stratejinin ay tabanında yaşamı destekleyebilecek su, oksijen ve yakıt gibi çeşitli arzu edilen ürünleri üretmek için dış enerjiyi değil güneş ışığını kullandığını söylüyor. Ekip, muhtemelen gelecekteki Çin insanlı ay görevleriyle sistemi uzayda test etme fırsatı arıyor.

Bu diyagram, Ay toprağının, Ay’da uzun süreli hayatta kalmak için gereken oksijen ve yakıtı üretmek için dünya dışı fotosentez için nasıl bir katalizör görevi görebileceğini göstermektedir. Kredi bilgileri: Yingfang Yao

Yao, “Füze yükünü azaltmak için yerinde çevresel kaynakları kullanıyoruz ve stratejimiz sürdürülebilir ve uygun fiyatlı bir gezegen dışı yaşam ortamı için bir senaryo sunuyor” diyor.

Ay toprağının katalitik verimliliği, Dünya’da bulunan katalizörlerden daha düşük olsa da, Yao, ekibin tasarımı geliştirmek için, ay toprağını daha iyi bir katalizör olan yüksek entropili bir nano malzemeye eritmek gibi farklı yolları test ettiğini söylüyor.

Bu video, ay toprağı tarafından uyarılan fotovoltaik hücreler tarafından yönlendirilen suyun elektrolizini göstermektedir. Kredi bilgileri: Yingfang Yao

Daha önce, bilim adamları dünya dışı hayatta kalmak için birçok strateji önerdiler. Ancak çoğu tasarım yerden güç kaynakları gerektirir. örnek,[{” 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.