ดินบนดวงจันทร์สามารถใช้สร้างออกซิเจนและเชื้อเพลิงให้กับนักบินอวกาศของดวงจันทร์ได้

พรอสเปกชั่น มูน เบส

ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับลักษณะของฐานดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์ที่สำรวจว่าทรัพยากรทางจันทรคติสามารถนำมาใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในการสำรวจของมนุษย์บนดวงจันทร์หรือที่อื่น ๆ ได้หรือไม่ได้รายงานว่าดินบนดวงจันทร์มีสารประกอบออกฤทธิ์ที่สามารถแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจนและเชื้อเพลิงได้ เครดิต: ESA – P. Carril

ดินบนดวงจันทร์มีสารประกอบที่สามารถแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจนและเชื้อเพลิง ตามการศึกษาใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์ในประเทศจีนที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2565 ในวารสาร จูล. ขณะนี้พวกเขากำลังตรวจสอบว่าสามารถใช้ทรัพยากรทางจันทรคติเพื่ออำนวยความสะดวกในการสำรวจของมนุษย์บนดวงจันทร์หรือที่อื่น ๆ ได้หรือไม่

นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของมหาวิทยาลัยนานกิง Yingfang Yao และ Zhigang Zou หวังว่าจะออกแบบระบบที่ใช้ประโยชน์จากดินบนดวงจันทร์และการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดสองแห่งบนดวงจันทร์ หลังจากวิเคราะห์ดินบนดวงจันทร์ที่ยานอวกาศ Chang’e 5 ของจีนนำกลับมา ทีมวิจัยของพวกเขาพบว่าตัวอย่างประกอบด้วยสารประกอบต่างๆ ซึ่งรวมถึงสารที่อุดมด้วยธาตุเหล็กและไททาเนียม ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ เช่น ออกซิเจนโดยใช้แสงแดด และ คาร์บอนไดออกไซด์.

ตัวอย่างดินทางจันทรคติ

ภาพนี้แสดงตัวอย่างดินดวงจันทร์ที่ยานอวกาศ Chang’e 5 ของจีนส่งกลับมา เครดิต: Yingfang Yao

จากการสังเกต ทีมงานได้เสนอกลยุทธ์ “การสังเคราะห์ด้วยแสงจากนอกโลก” โดยหลักแล้ว ระบบใช้ดินบนดวงจันทร์เพื่อแยกน้ำที่สกัดจากดวงจันทร์และในการหายใจของนักบินอวกาศเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนที่ขับเคลื่อนด้วยแสงแดด คาร์บอนไดออกไซด์ที่หายใจออกโดยชาวดวงจันทร์ยังถูกรวบรวมและรวมกับไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรลิซิสในน้ำในระหว่างกระบวนการไฮโดรจิเนชันที่เร่งปฏิกิริยาด้วยดินบนดวงจันทร์

กระบวนการนี้ทำให้เกิดไฮโดรคาร์บอน เช่น มีเทน ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ นักวิจัยกล่าวว่ากลยุทธ์นี้ไม่ใช้พลังงานจากภายนอกแต่ใช้แสงอาทิตย์ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ต้องการ เช่น น้ำ ออกซิเจน และเชื้อเพลิงที่สามารถช่วยชีวิตบนฐานดวงจันทร์ได้ ทีมงานกำลังมองหาโอกาสในการทดสอบระบบในอวกาศ ซึ่งน่าจะเป็นไปได้กับภารกิจบนดวงจันทร์ของจีนในอนาคต

ดินทางจันทรคติสามารถเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้อย่างไร

แผนผังนี้แสดงให้เห็นว่าดินบนดวงจันทร์สามารถทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์แสงจากนอกโลกเพื่อสร้างออกซิเจนและเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดบนดวงจันทร์ในระยะยาวได้อย่างไร เครดิต: Yingfang Yao

“เราใช้ทรัพยากรสิ่งแวดล้อมในแหล่งกำเนิดเพื่อลดปริมาณจรวด และกลยุทธ์ของเราให้สถานการณ์จำลองสำหรับสภาพแวดล้อมนอกโลกที่ยั่งยืนและราคาไม่แพง” เหยากล่าว

แม้ว่าประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของดินบนดวงจันทร์จะน้อยกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอยู่บนโลก แต่ Yao กล่าวว่าทีมกำลังทดสอบแนวทางต่างๆ เพื่อปรับปรุงการออกแบบ เช่น การละลายดินบนดวงจันทร์ให้เป็นวัสดุที่มีเอนโทรปีสูงที่มีโครงสร้างนาโน ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีกว่า


วิดีโอนี้แสดงอิเล็กโทรลิซิสของน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยดินบนดวงจันทร์ เครดิต: Yingfang Yao

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอกลยุทธ์มากมายสำหรับการเอาชีวิตรอดจากต่างดาว แต่การออกแบบส่วนใหญ่ต้องการแหล่งพลังงานจากโลก ตัวอย่างเช่น,[{” 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.

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.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*