Po analizie próbek z Księżyca dostarczonych na Ziemię dzięki chińskiej misji Chang’e 5, naukowcy doszli do wniosku, że księżycowy grunt zawiera składniki, które pozwalają przekształcać dwutlenek węgla w tlen i paliwo. Analizy miały na celu sprawdzenie, czy zasoby naszego naturalnego satelity można wykorzystać do ułatwienia jego eksploracji przez ludzi.
Według analizy próbek zebranych ze Srebrnego Globu przez misję Chang’e 5, księżycowa gleba może być wykorzystywana do generowania tlenu oraz paliw. Wytwarzanie tych substancji na Księżycu byłoby dużym ułatwieniem dla prowadzenia tam stale zamieszkanej bazy. Wynoszenie towarów w przestrzeń kosmiczną jest drogie, zatem każdy materiał, który można znaleźć i wykorzystać na Księżycu i którego nie trzeba sprowadzać z Ziemi, może zaoszczędzić dużo pieniędzy.
Wyniki analiz zaprezentowana na łamach pisma „Joule” (DOI: 10.1016/j.joule.2022.04.011).
Yingfang Yao i Zhigang Zou z Uniwersytetu Nanjing badali księżycową glebę pod kątem stworzenia ewentualnego systemu ułatwiającego eksplorację Księżyca wykorzystującego tamtejszy regolit oraz promieniowanie słoneczne – dwa najbogatsze zasoby Srebrnego Globu. Po przeanalizowaniu próbek zebranych przez misję Chang'e 5, ich zespół odkrył, że te zawierają substancje bogate w żelazo i tytan, które przy pomocy światła słonecznego i dwutlenku węgla mogą działać jako katalizator do wytwarzania pożądanych produktów, takich jak tlen czy paliwa. Taki system mógłby przekształcać dwutlenek węgla i wodę uwalniane przez ciała astronautów w tlen, wodór i inne przydatne produkty, takie jak metan, które można wykorzystać do zasilania bazy księżycowej.
- Pytanie, które tak naprawdę zadali chińscy naukowcy brzmi: czy jest coś dziwnego w księżycowym gruncie, co uniemożliwi nam robienie z nim różnych rzeczy, które możemy zrobić z ziemią na naszej planecie? Ich odpowiedź brzmi „nie” – mówi Michael Hecht z Massachusetts Institute of Technology, który nie był zaangażowany w badania.
Na podstawie swoich badań zespół zaproponował strategię określaną przez nich jako „pozaziemska fotosynteza”. Przygotowany przez uczonych system miałby wykorzystywać księżycowy grunt do elektrolizy wody wydobywanej z Księżyca oraz z gazów wydychanych przez astronautów na tlen i wodór. Energia niezbędna do przeprowadzenia tego procesu miałaby pochodzić ze światła słonecznego.
Dodatkowo system zakłada zbieranie wydychanego dwutlenku węgla, który mógłby posłużyć do wytwarzania węglowodorów jak metan, które można wykorzystać jako paliwo. Naukowcy twierdzą, że opracowana przez nich strategia nie potrzebuje energii zewnętrznej. Do produkcji różnych pożądanych produktów, takich jak woda, tlen i paliwo, które mogą podtrzymywać życie w ewentualnej bazie księżycowej wystarczyć ma światło słoneczne.
Autorzy publikacji zamierzają przetestować swój system. Prawdopodobnie stanie się to w ramach przyszłych misji księżycowych Państwa Środka. - Wykorzystujemy zasoby środowiskowe in situ, aby zminimalizować ładunek rakiety. Nasza strategia zapewnia scenariusz zrównoważonego i przystępnego cenowo pozaziemskiego środowiska do życia – mówi Yao.
Wydajność opracowanego przez chińskich badaczy systemu nie jest największa, ale zespół testuje różne rozwiązania, by usprawnić projekt.
Wcześniej naukowcy proponowali wiele strategii przetrwania życia poza Ziemią. Jednak większość projektów wymaga źródeł energii z Ziemi. Na przykład obecny na Marsie łazik Perseverance dostarczył wraz z misją na Czerwoną Planetę instrument, który może wykorzystywać dwutlenek węgla z atmosfery do wytwarzania tlenu (więcej na ten temat w tekście: Łazik Perseverance generuje tlen z marsjańskiej atmosfery). Urządzenie o nazwie MOXIE spisuje się świetnie, ale do zasilania potrzebuje generatora radioizotopowego.
- W niedalekiej przyszłości będziemy świadkami szybkiego rozwoju załogowych lotów kosmicznych. Podobnie jak w „erze żagli” w XVII wieku, kiedy setki statków wypływały w morze, tak teraz wejdziemy w „erę kosmosu”. Ale jeśli chcemy przeprowadzić eksplorację pozaziemskiego świata na dużą skalę, będziemy musieli pomyśleć o sposobach zmniejszenia ładunku rakiety, co oznacza poleganie na jak najmniejszych dostawach z Ziemi, a zamiast tego na korzystaniu z zasobów pozaziemskich – mówi Yao.
Źródło: Cell Press, fot. NASA
