Bir ay üssünün nasıl görünebileceğine dair bir sanatçının izlenimi. Ay kaynaklarının ayda veya ötesinde insan keşfini kolaylaştırmak için kullanılıp kullanılamayacağını araştıran bilim adamları, ay toprağının karbondioksiti oksijene ve yakıtlara dönüştürebilen aktif bileşikler içerdiğini bildirdi. Kredi: ESA – P. Carril
Çin’deki bilim adamları tarafından 5 Mayıs 2022’de dergide yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, Ay’daki toprak karbondioksiti oksijene ve yakıtlara dönüştürebilen aktif bileşikler içeriyor. Joule. Şu anda ay kaynaklarının ayda veya ötesinde insan keşfini kolaylaştırmak için kullanılıp kullanılamayacağını araştırıyorlar.
Nanjing Üniversitesi malzeme bilimcileri Yingfang Yao ve Zhigang Zou, aydaki en bol iki kaynak olan ay toprağı ve güneş radyasyonundan yararlanan bir sistem tasarlamayı umuyorlar. Çin’in Chang’e 5 uzay aracı tarafından geri getirilen Ay toprağını analiz eden araştırma ekibi, numunenin, güneş ışığı ve oksijen kullanarak oksijen gibi istenen ürünleri yapmak için bir katalizör görevi görebilecek demir açısından zengin ve titanyum açısından zengin maddeler de dahil olmak üzere bileşikler içerdiğini buldu. karbon dioksit.
Bu fotoğraf, Çin’in Chang’e 5 uzay aracı tarafından döndürülen bir Ay toprağı örneğini göstermektedir. Kredi bilgileri: Yingfang Yao
Gözleme dayanarak, ekip bir “dünya dışı fotosentez” stratejisi önerdi. Temel olarak sistem, aydan çıkarılan suyu ve astronotların solunum egzozunda güneş ışığıyla çalışan oksijen ve hidrojene elektrolize etmek için ay toprağını kullanır. Ay sakinleri tarafından solunan karbondioksit de toplanır ve ay toprağı tarafından katalize edilen bir hidrojenasyon işlemi sırasında su elektrolizinden elde edilen hidrojen ile birleştirilir.
İşlem, yakıt olarak kullanılabilecek metan gibi hidrokarbonları verir. Araştırmacılar, stratejinin bir ay üssünde yaşamı destekleyebilecek su, oksijen ve yakıt gibi çeşitli arzu edilen ürünleri üretmek için güneş ışığı dışında hiçbir dış enerji kullanmadığını söylüyor. Ekip, muhtemelen Çin’in gelecekteki mürettebatlı ay misyonları ile sistemi uzayda test etme fırsatı arıyor.
Bu şema, Ay toprağının, Ay’da uzun süreli hayatta kalmak için gerekli oksijen ve yakıtları yapmak için dünya dışı fotosentez için bir katalizör olarak nasıl çalışabileceğini gösterir. Kredi bilgileri: Yingfang Yao
Yao, “Roket yükünü en aza indirmek için yerinde çevresel kaynakları kullanıyoruz ve stratejimiz sürdürülebilir ve uygun fiyatlı bir dünya dışı yaşam ortamı için bir senaryo sunuyor” diyor.
Ay toprağının katalitik verimliliği, Dünya’daki katalizörlerden daha az olsa da, Yao, ekibin tasarımı geliştirmek için ay toprağını daha iyi bir katalizör olan nano yapılı yüksek entropili bir malzemeye eritmek gibi farklı yaklaşımları test ettiğini söylüyor.
Bu video, ay toprağı tarafından katalize edilen fotovoltaik güdümlü su elektrolizini gösterir. Kredi bilgileri: Yingfang Yao
Daha önce, bilim adamları dünya dışı hayatta kalmak için birçok strateji önerdiler. Ancak çoğu tasarım, Dünya’dan enerji kaynakları gerektirir. Örneğin, NASAazim Mars rover, oksijen yapmak için gezegenin atmosferindeki karbondioksiti kullanabilen bir alet getirdi, ancak bu araç, gemideki bir nükleer pille çalışıyor.
Bu fotoğraf, Nanjing Üniversitesi’ndeki araştırma ekibinin ay toprağı örneğini elinde tuttuğunu gösteriyor. Kredi bilgileri: Yingfang Yao
Yao, “Yakın gelecekte, mürettebatlı uzay uçuşu endüstrisinin hızla geliştiğini göreceğiz” diyor. 1600’lerde yüzlerce geminin denize açıldığı ‘Yelken Çağı’ gibi, bir ‘Uzay Çağı’na gireceğiz. Ancak dünya dışı dünyanın geniş çaplı araştırmasını yapmak istiyorsak, yükü azaltmanın yollarını düşünmemiz gerekecek, yani Dünya’dan mümkün olduğunca az malzemeye güvenmek ve bunun yerine dünya dışı kaynakları kullanmak.
Referans: Yingfang Yao, Lu Wang, Xi Zhu, Wenguang Tu, Yong Zhou, Rulin Liu, Junchuan Sun, Bo Tao, Cheng Wang, Xiwen Yu, Linfeng Gao, Yuan Cao tarafından “Chang’E-5 ay toprağı tarafından dünya dışı fotosentezi” , Bing Wang, Zhaosheng Li, Wei Yao, Yujie Xiong, Mengfei Yang, Weihua Wang ve Zhigang Zou, 5 Mayıs 2022, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2022.04.011
Bu çalışma, Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı’nın Büyük Araştırma Planı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Merkezi Üniversiteler için Temel Araştırma Fonları, Guangdong Tanıtım Programı tarafından desteklenmiştir. Yenilikçi ve Girişimci Ekipler, Jiangsu Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı. Wuhan Ulusal Optoelektronik Laboratuvarı, Mikro Ölçekte Hefei Ulusal Fizik Bilimleri Laboratuvarı, Sivil Havacılık Teknolojisi Araştırma Projesi: Dünya Dışı Yerinde Su Ekstraksiyonu ve Hidrojen ve Oksijen Fotokimyasal Sentezi ve Foshan Xianhu Gelişmiş Enerji Laboratuvarı’nın açık fonu Bilim ve Teknoloji Guangdong Laboratuvarı.