Почва на Луне содержит активные соединения, которые могут преобразовывать углекислый газ в кислород и топливо, сообщают ученые из Китая 5 мая в журнале Joule. Сейчас они изучают, можно ли использовать лунные ресурсы для облегчения исследования человека на Луне или за ее пределами.
Ученые-материаловеды из Нанкинского университета Инфан Яо и Чжиган Цзоу надеются разработать систему, которая будет использовать преимущества лунного грунта и солнечной радиации — двух самых распространенных ресурсов на Луне. После анализа лунного грунта, доставленного китайским космическим кораблем «Чанъэ-5», их команда обнаружила, что образец содержит соединения, в том числе богатые железом и титаном вещества, которые могут работать в качестве катализатора для производства желаемых продуктов, таких как кислород, с использованием солнечного света и углерода. диоксид.
Основываясь на наблюдении, команда предложила стратегию «внеземного фотосинтеза». В основном, система использует лунный грунт для электролиза воды, извлеченной с Луны, и выхлопных газов астронавтов в кислород и водород, питаемые солнечным светом. Углекислый газ, выдыхаемый обитателями Луны, также собирается и соединяется с водородом в результате электролиза воды во время процесса гидрогенизации, катализируемого лунным грунтом.
В процессе образуются углеводороды, такие как метан, которые можно использовать в качестве топлива. Стратегия использует не внешнюю энергию, а солнечный свет для производства различных желательных продуктов, таких как вода, кислород и топливо, которые могут поддерживать жизнь на лунной базе, говорят исследователи. Команда ищет возможность протестировать систему в космосе, вероятно, во время будущих лунных миссий Китая с экипажем.
«Мы используем ресурсы окружающей среды на месте , чтобы свести к минимуму полезную нагрузку ракеты, и наша стратегия предлагает сценарий для устойчивой и доступной внеземной среды обитания», — говорит Яо.
Хотя каталитическая эффективность лунного грунта меньше, чем у катализаторов, доступных на Земле, Яо говорит, что команда тестирует различные подходы к улучшению конструкции, такие как плавление лунного грунта в наноструктурированный материал с высокой энтропией, который является лучшим катализатором.
Ранее ученые предлагали множество стратегий внеземного выживания. Но для большинства проектов требуются источники энергии с Земли. Например, марсоход NASA Perseverance привез с собой инструмент, который может использовать углекислый газ из атмосферы планеты для производства кислорода, но он питается от ядерной батареи на борту.
«В ближайшем будущем мы увидим быстрое развитие индустрии пилотируемых космических полетов, — говорит Яо. «Подобно «эпохе парусного спорта» в 1600-х годах, когда сотни кораблей направлялись в море, мы вступим в «эпоху космоса». Но если мы хотим провести крупномасштабное исследование внеземного мира, нам нужно будет подумать о способах уменьшения полезной нагрузки, то есть полагаться на как можно меньше поставок с Земли и вместо этого использовать внеземные ресурсы».
Теги: Луна, энергия
