Mėnulio dirvožemis gali būti naudojamas deguoniui ir degalams gaminti Mėnulio astronautams


Mėnulio bazės žvalgymas

Menininko įspūdis, kaip galėtų atrodyti mėnulio bazė. Mokslininkai, tyrinėjantys, ar Mėnulio ištekliai gali būti naudojami palengvinti žmogaus tyrinėjimą Mėnulyje ar už jo ribų, pranešė, kad Mėnulio dirvožemyje yra aktyvių junginių, kurie gali paversti anglies dioksidą deguonimi ir kuru. Kreditas: ESA – P. Carril

Remiantis nauju Kinijos mokslininkų tyrimu, kuris buvo paskelbtas 2022 m. gegužės 5 d., Mėnulio dirvožemyje yra aktyvių junginių, kurie gali paversti anglies dioksidą deguonimi ir kuru. Džaulis. Šiuo metu jie tiria, ar Mėnulio ištekliai gali būti naudojami palengvinti žmogaus tyrinėjimą 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, jų 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 dioksidas.

Mėnulio dirvožemio pavyzdys

Šioje nuotraukoje pavaizduotas Mėnulio dirvožemio pavyzdys, grąžintas Kinijos erdvėlaivio Chang’e 5. Kreditas: Yingfang Yao

Remdamasi stebėjimu, komanda pasiūlė „nežemiškos fotosintezės“ strategiją. Sistema daugiausia naudoja Mėnulio dirvožemį, kad elektrolizuotų iš Mėnulio išgaunamą vandenį ir astronautų kvėpuojamąsias išmetamąsias dujas į deguonį ir vandenilį, maitinamą saulės spindulių. Mėnulio gyventojų iškvėptas anglies dioksidas taip pat surenkamas ir sujungiamas su vandeniliu iš vandens elektrolizės hidrinimo proceso, kurį katalizuoja mėnulio dirvožemis, metu.

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

Kaip Mėnulio dirvožemis gali būti katalizatoriaus schema

Ši schema parodo, kaip Mėnulio dirvožemis gali veikti kaip nežemiškos fotosintezės katalizatorius, gaminantis deguonį ir kurą, reikalingą ilgalaikiam išgyvenimui Mėnulyje. Kreditas: Yingfang Yao

„Mes naudojame in situ aplinkos išteklius, kad sumažintume raketų naudingąją apkrovą, o mūsų strategija pateikia tvarios ir prieinamos nežemiškos gyvenamosios aplinkos scenarijų“, – sako Yao.

Nors Mėnulio dirvožemio katalizinis efektyvumas yra mažesnis nei Žemėje turimų katalizatorių, Yao teigia, kad komanda išbando įvairius būdus, kad pagerintų dizainą, pvz., Mėnulio dirvožemio lydymą į nanostruktūrinę didelės entropijos medžiagą, kuri yra geresnis katalizatorius.


Šiame vaizdo įraše rodoma fotovoltinė vandens elektrolizė, kurią katalizuoja mėnulio dirvožemis. Kreditas: Yingfang Yao

Anksčiau mokslininkai siūlė daugybę nežemiško išgyvenimo strategijų. Tačiau daugumai dizainų reikalingi energijos šaltiniai iš Žemės. Pavyzdžiui,[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Research Team With Lunar Soil Sample

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.