Udało się wyekstrahować wodę i tlen z pyłu za pomocą światła słonecznego

(Dan Tri) - Chińskim naukowcom udało się wydobyć wodę, tlen i metan z pyłu księżycowego, wykorzystując wyłącznie światło słoneczne, co otwiera drogę do samowystarczalności surowcowej na potrzeby misji kosmicznych.

To rewolucyjny krok naprzód w wysiłkach zmierzających do budowy siedlisk poza Ziemią.

Odkrycie to nie tylko otwiera nowe możliwości technologiczne, ale również zapowiada utworzenie wewnętrznego łańcucha dostaw na Księżycu, gdzie koszt transportu galonu wody może wynieść nawet 83 000 dolarów.

Badania przeprowadził zespół naukowców z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu (Chiny), skupiając się na opracowaniu jednoetapowego procesu integracji.

Zatem regolit nie tylko służy do wydobywania wody, ale także działa jako katalizator reakcji chemicznych z dwutlenkiem węgla (CO₂) w celu wytwarzania tlenu i metanu (CH₄).

Próbki gleby księżycowej zebrane przez sondę Chang'e 5 (zdjęcie: VCG).

Proces ten polega na skoncentrowaniu światła słonecznego, aby ogrzać pył księżycowy do 200°C, uwalniając wodę zamkniętą w minerałach takich jak ilmenit. Następnie, po dodaniu CO₂ do mieszanki, ilmenit działa jak katalizator fototermiczny, umożliwiając wodzie reakcję z CO₂, w wyniku której powstaje tlen i metan.

Warto zauważyć, że metan jest uważany za lepsze potencjalne paliwo w misjach kosmicznych niż wodór, ze względu na jego zdolność do utrzymywania stabilnego stanu ciekłego, co ułatwia jego przechowywanie i eksploatację.

Organizacje takie jak NASA i firmy prywatne, takie jak chińska firma Landspace, z powodzeniem przetestowały silniki na ciekły metan. Wytwarzanie metanu na Księżycu mogłoby znacznie obniżyć koszty dostaw z Ziemi.

Kolejną istotną zaletą tej metody jest jej lokalizacja. Zamiast konieczności transportu katalizatora z Ziemi, proces wykorzystuje sam grunt księżycowy, co zmniejsza koszty transportu i minimalizuje wymagania techniczne systemu.

Mając na uwadze misje takie jak Artemis III agencji NASA, których celem jest powrót ludzi na Księżyc do 2027 r., jest to doskonały moment na przetestowanie tych przełomowych technologii w terenie.

Wyzwania związane z operacją na Księżycu

Ilustracja hipotetycznej bazy na Księżycu (zdjęcie: ESA).

Pomimo tego potencjału, eksperci zachowują ostrożność. Fizyk planetarny Philip Metzger z University of Central Florida zauważa, że ​​księżycowy regolit jest silnie izolujący, co może utrudniać jego równomierne nagrzewanie, co jest kluczowym czynnikiem w pozyskiwaniu wystarczającej ilości wody w krótkim czasie.

Kolejnym problemem jest emisja dwutlenku węgla. Chociaż CO₂ jest produktem ubocznym oddechu astronautów, jego ilość stanowi zaledwie około jednej dziesiątej ilości niezbędnej do reakcji. Dlatego potrzebne są wydajne systemy wychwytywania i recyklingu CO₂, w przeciwnym razie CO₂ musi być transportowany z Ziemi, co jest sprzeczne z celem „lokalnej samowystarczalności surowcowej”.

Metzger zakwestionował również wydajność katalityczną regolitu księżycowego. Zaproponował zastosowanie katalizatora przemysłowego, takiego jak nikiel/ziemia okrzemkowa, który mógłby zapewnić lepszą wydajność katalityczną, być łatwy do ponownego użycia i transportowany za jednym razem.

Na dłuższą metę może się to okazać bardziej ekonomicznym rozwiązaniem niż stosowanie ton mało wydajnego regolitu.

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