استخراج موفقیت‌آمیز آب و اکسیژن از گرد و غبار با استفاده از نور خورشید

این یک گام انقلابی رو به جلو در تلاش برای ساخت زیستگاه‌هایی فراتر از زمین است.

این کشف نه تنها امکانات تکنولوژیکی را فراهم می‌کند، بلکه نویدبخش ایجاد یک زنجیره تأمین داخلی در ماه است، جایی که هزینه حمل و نقل یک گالن آب می‌تواند تا ۸۳۰۰۰ دلار باشد.

این تحقیق توسط تیمی از دانشمندان دانشگاه چینی هنگ کنگ (چین) با تمرکز بر توسعه یک فرآیند ادغام یک مرحله‌ای انجام شد.

بر این اساس، رگولیت نه تنها برای استخراج آب استفاده می‌شود، بلکه به عنوان کاتالیزوری برای واکنش‌های شیمیایی با دی‌اکسید کربن (CO₂) برای تولید اکسیژن و متان (CH₄) نیز عمل می‌کند.

Thành công chiết xuất nước và oxy từ bụi đất bằng ánh sáng Mặt Trời - 1 — نمونه‌های خاک ماه که توسط کاوشگر چانگ ای ۵ جمع‌آوری شده است (عکس: VCG).

این فرآیند با متمرکز کردن نور خورشید برای گرم کردن غبار ماه تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد و آزاد کردن آب محبوس شده در مواد معدنی مانند ایلمنیت انجام می‌شود. سپس، هنگامی که CO₂ به مخلوط اضافه می‌شود، ایلمنیت به عنوان یک کاتالیزور فتوترمال عمل می‌کند و به آب اجازه می‌دهد تا با CO₂ واکنش داده و اکسیژن و متان تشکیل دهد.

نکته قابل توجه این است که متان به دلیل توانایی‌اش در حفظ حالت مایع پایدار که ذخیره‌سازی و بهره‌برداری را آسان‌تر می‌کند، سوخت بالقوه ایده‌آل‌تری نسبت به هیدروژن برای ماموریت‌های فضایی محسوب می‌شود.

سازمان‌هایی مانند ناسا و شرکت‌های خصوصی مانند شرکت فضایی چین (China’s Landspace) موتورهای متان مایع را با موفقیت آزمایش کرده‌اند. تولید متان در ماه می‌تواند هزینه تأمین مجدد از زمین را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

یکی دیگر از مزایای عمده این روش، محلی بودن آن است. به جای اینکه کاتالیزور از زمین منتقل شود، این فرآیند از خود خاک ماه استفاده می‌کند که هزینه‌های حمل و نقل را کاهش می‌دهد و سیستم فنی را به حداقل می‌رساند.

با توجه به ماموریت‌هایی مانند آرتمیس ۳ ناسا که قرار است تا سال ۲۰۲۷ انسان‌ها را به ماه بازگرداند، اکنون زمان مناسبی برای آزمایش میدانی این فناوری‌های پیشگامانه است.

چالش‌های فعالیت روی ماه

Thành công chiết xuất nước và oxy từ bụi đất bằng ánh sáng Mặt Trời - 2 — تصویری از یک پایگاه فرضی روی ماه (عکس: ESA).

با وجود این پتانسیل، کارشناسان همچنان محتاط هستند. فیلیپ متزگر، فیزیکدان سیاره‌ای از دانشگاه فلوریدای مرکزی، خاطرنشان می‌کند که سنگ‌پوشه ماه عایق بسیار خوبی است و همین امر می‌تواند گرم کردن یکنواخت آن را دشوار کند، که عامل کلیدی در استخراج آب کافی در مدت زمان کوتاه است.

مشکل دیگر، ورود دی اکسید کربن است. اگرچه CO₂ محصول جانبی تنفس فضانوردان است، اما مقدار تولید شده تنها حدود یک دهم مقدار مورد نیاز برای واکنش است. بنابراین، به سیستم‌های کارآمد جذب و بازیافت CO₂ نیاز است، یا CO₂ باید از زمین منتقل شود، که این امر با هدف «خودکفایی منابع محلی» مغایرت دارد.

متزگر همچنین عملکرد کاتالیزوری سنگ‌پوش ماه را زیر سوال برد. او استفاده از یک کاتالیزور صنعتی مانند Ni/Kieselguhr را پیشنهاد داد که می‌تواند عملکرد کاتالیزوری بهتری ارائه دهد، به راحتی قابل استفاده مجدد باشد و به صورت یکجا قابل حمل باشد.

در درازمدت، این ممکن است گزینه اقتصادی‌تری نسبت به استفاده از تن‌ها رگولیت کم‌بازده باشد.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thanh-cong-chiet-xuat-nuoc-va-oxy-tu-bui-dat-bang-anh-sang-mat-troi-20250718100634950.htm