Mākslinieka iespaids par Mēness bāzes formu. Zinātnieki, kas pēta, vai Mēness resursus varētu izmantot, lai atvieglotu cilvēka izpēti uz Mēness vai ārpus tā, ir ziņojuši, ka Mēness augsne satur aktīvus savienojumus, kas var pārvērst oglekļa dioksīdu skābeklī un degvielā. Kredīts: ESA – P. Kerils
Saskaņā ar jaunu Ķīnas zinātnieku pētījumu, kas žurnālā publicēts 2022. gada 5. maijā, Mēness augsne satur aktīvos savienojumus, kas var pārvērst oglekļa dioksīdu skābeklī un degvielā. džouliem. Pašlaik viņi pēta, vai Mēness resursus var izmantot, lai atvieglotu cilvēka izpēti uz Mēness vai ārpus tā.
Naņdzjinas universitātes materiālu zinātnieki Yingfang Yao un Zhigang Zou cer izveidot sistēmu, kas izmanto Mēness augsnes un saules starojuma priekšrocības, kas ir divi visizplatītākie resursi uz Mēness. Analizējot Mēness augsni, ko atnesa Ķīnas kosmosa kuģis Chang’e 5, pētnieku grupa atklāja, ka paraugā ir savienojumi, tostarp ar dzelzi un titānu bagāti materiāli, kas varētu darboties kā katalizators, lai iegūtu vēlamos produktus, piemēram, skābekli, izmantojot saules gaismu un oglekļa dioksīdu. .
Šajā attēlā redzams Mēness augsnes paraugs, ko atvedis Ķīnas kosmosa kuģis Chang’e 5. Kredīts: Yingfang Yao
Pamatojoties uz novērojumiem, komanda ierosināja “ārpuszemes fotosintēzes” stratēģiju. Būtībā sistēma izmanto Mēness augsni, lai no Mēness iegūto ūdeni un astronautu elpošanas izplūdes gāzes sadalītu skābeklī un ūdeņradi, ko darbina saules gaisma. Arī Mēness iemītnieku izdalītais oglekļa dioksīds tiek savākts un apvienots ar ūdeņradi no ūdens elektrolīzes hidrogenēšanas procesā, ko stimulē Mēness augsne.
Process rada ogļūdeņražus, piemēram, metānu, ko var izmantot kā degvielu. Pētnieki saka, ka stratēģija izmanto nevis ārējo enerģiju, bet gan saules gaismu, lai ražotu dažādus vēlamos produktus, piemēram, ūdeni, skābekli un degvielu, kas varētu uzturēt dzīvību uz Mēness bāzes. Komanda meklē iespēju pārbaudīt sistēmu kosmosā, iespējams, ar turpmākām Ķīnas pilotējamām Mēness misijām.
Šī diagramma parāda, kā Mēness augsne varētu darboties kā ārpuszemes fotosintēzes katalizators, lai ražotu skābekli un degvielu, kas nepieciešama ilgstošai izdzīvošanai uz Mēness. Kredīts: Yingfang Yao
“Mēs izmantojam uz vietas esošos vides resursus, lai samazinātu raķešu lietderīgo slodzi, un mūsu stratēģija nodrošina ilgtspējīgu un pieejamu dzīves vidi ārpus planētas,” saka Jao.
Lai gan Mēness augsnes katalītiskā efektivitāte ir zemāka nekā uz Zemes pieejamajiem katalizatoriem, Yao saka, ka komanda izmēģina dažādus veidus, kā uzlabot dizainu, piemēram, Mēness augsni izkausē nanomateriālā ar augstu entropiju, kas ir labāks katalizators.
Šis video parāda ūdens elektrolīzi, ko darbina fotoelementi, ko stimulē Mēness augsne. Kredīts: Yingfang Yao
Iepriekš zinātnieki ierosināja daudzas ārpuszemes izdzīvošanas stratēģijas. Bet lielākajai daļai dizainu ir nepieciešami strāvas avoti no zemes. piemēram,[{” 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.
