Prvi novi uzorak tla s Mjeseca u posljednjih nekoliko desetljeća pomaže u postavljanju temelja za "vanzemaljsku fotosintezu", potencijalni put prema proizvodnji vode, kisika i goriva korištenjem sunčeve svjetlosti i kamenitog materijala na površini Mjeseca, poznatog kao regolit, izvještava nova studija.
Koncept je dio niza novih istraživanja o životu na lunarnoj zemlji, dok se nacije poput Sjedinjenih Država i Kine pripremaju poslati ljude na Mjesec, a potencijalno i dalje, u nadolazećim desetljećima. U iščekivanju ovih misija, naučnici smišljaju nove tehnike za korištenje dostupnih materijala na izvanzemaljskim površinama za održavanje života, gorivo i infrastrukturu – proces koji se naziva korištenje resursa na licu mjesta (ISRU) – umjesto dovlačenja zaliha sa Zemlje, što bi zahtijevalo povećani prostor i težinu letjelica s posadom.
Prekretnica u istraživanju dubokog svemira
Sada su istraživači pod vodstvom Yingfanga Yaoa, naučnika sa Univerziteta Nanjing, isprobali jednu od ovih metoda na stvarnom lunarnom regolitu. Tim je bio u mogućnosti testirati “potencijalnu strategiju za izgradnju ISRU sustava koji može prihvatiti ekstremno lunarno okruženje” koristeći tlo koje je s Mjeseca vratila kineska misija Chang'e-5 koja je u decembru 2020. postala prva misija koja je donijela uzorke Mjeseca na Zemlju za više od četiri desetljeća, prema studiji objavljenoj u četvrtak u časopisu Joule.
"Dugotrajno preživljavanje na Mjesecu bit će prva prekretnica prema dugom maršu istraživanja dubokog svemira s ljudskom posadom", rekao je tim u studiji. “Maksimiziranje korištenja lunarnih resursa, uključujući ekstremnu temperaturu okoliša (minus 173°C do 127°C) i snažno sunčevo zračenje, moglo bi nam pomoći da izgradimo izvanzemaljske baze na Mjesecu za održavanje života i lansiranje/proizvodnju svemirskih letjelica. ”
Iako postoje brojne studije usmjerene na ISRU na Mjesecu, Yao i njegovi kolege imali su relativno rijetku priliku koristiti dobre lunarne uzorke u svom radu, za razliku od pribjegavanja simulantima, koji su lažna tla napravljena da oponašaju vanzemaljske površine koristeći Zemljine materijale. Studija tima također je neobična u potrazi za procesom koji se ne bi oslanjao ni na kakve izvore energije sa Zemlje, i koji bi se odvijao samo na resursima dostupnim na Mjesecu, koji nazivaju sistemom za održavanje života "nulte potrošnje energije", piše Vice.
Izvanzemaljska fotosinteza
U tu svrhu, istraživači su eksperimentirali s izvanzemaljskom fotosintezom, što je manje-više ono što zvuči – sredstvo za umnožavanje sposobnosti biljnog svijeta da pretvara vodu, sunčevu svjetlost i hranjive tvari u kisik i druge korisne nusproizvode.
Voda i sunčeva svjetlost mogu se sakupiti s Mjesečeve površine, a uzorak tla u eksperimentu također je sadržavao tragove željeza i titana koji su korisni kao katalizatori za ovaj umjetni fotosintetski proces. U međuvremenu, višak vodene pare i plina ugljičnog dioksida također bi se mogao dobiti iz opreme za disanje koju koriste astronauti na Mjesecu. S tim osnovnim materijalima, tim je uspio proizvesti fotosintetski proces elektrolizom vode u kisik i vodik i kombiniranjem ugljičnog dioksida s vodikom kako bi se dobilo metansko gorivo, a sve uz korištenje samo sunčeve energije kao izvora energije.
Iako studija nudi obećavajući putokaz za održavanje lunarnog života, tim upozorava da "trenutna katalitička izvedba iz lunarnog uzorka Chang'e-5 ne može u potpunosti zadovoljiti zahtjev izvanzemaljskog opstanka", navodi se u studiji. Uz to, Yao i njegovi kolege dodali su da bi se "značajno poboljšanje moglo postići optimizacijom strukture, morfološkim modifikacijama i inženjeringom sastava lunarnog uzorka" u budućnosti.
“U usporedbi s katalizatorima na Zemlji, lunarno tlo ili komponente izvučene iz mjesečevog tla, kao fotokatalizatori za cijepanje vode na Mjesecu, mogu uvelike smanjiti opterećenje i cijenu svemirskih letjelica”, rekli su istraživači u studiji. "Uzorak Chang'e-5 pruža nam sjajnu priliku da proučavamo mjesečevo tlo iz katalitičke perspektive [vanzemaljske fotosinteze]."
"Na temelju ovog sistema možemo realizirati okruženje ''nulte potrošnje' energije' i sistem za održavanje života te istinski podržati istraživanje Mjeseca, istraživanje i putovanja", zaključio je tim.
