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Il suolo lunare può essere utilizzato per generare ossigeno e carburante per gli astronauti lunari

Prospezione della base lunare

Rappresentazione artistica di come potrebbe essere una base lunare. Gli scienziati che studiano se le risorse lunari possono essere utilizzate per facilitare l’esplorazione umana sulla luna e oltre, hanno riferito che il suolo lunare contiene composti attivi che possono convertire l’anidride carbonica in ossigeno e combustibili. Credito fotografico: ESA – P. Carril

Il suolo sulla luna contiene agenti in grado di convertire l’anidride carbonica in ossigeno e combustibili, secondo un nuovo studio condotto da scienziati cinesi, pubblicato sul Journal il 5 maggio 2022 joule. Attualmente stanno studiando se le risorse lunari possono essere sfruttate per facilitare l’esplorazione umana sulla luna o oltre.

Gli scienziati dei materiali dell’Università di Nanchino Yingfang Yao e Zhigang Zou sperano di sviluppare un sistema che utilizzi il suolo lunare e la radiazione solare, le due risorse più abbondanti sulla luna. Dopo aver analizzato il suolo lunare riportato dalla navicella spaziale cinese Chang’e 5, il suo team di ricerca ha scoperto che il campione contiene composti, comprese sostanze ricche di ferro e titanio, che potrebbero fungere da catalizzatori per produrre i prodotti desiderati, come l’ossigeno, utilizzando la luce solare produrre e anidride carbonica.

campione di suolo lunare

Questa foto mostra un campione di suolo lunare restituito dalla navicella spaziale cinese Chang’e 5. Credito fotografico: Yingfang Yao

Sulla base dell’osservazione, il team ha proposto una strategia di “fotosintesi aliena”. In primo luogo, il sistema utilizza il suolo lunare per elettrolizzare l’acqua raccolta dalla luna e nei gas esalati dagli astronauti in ossigeno e idrogeno alimentati dalla luce solare. Anche l’anidride carbonica esalata dagli abitanti lunari viene raccolta e combinata con l’idrogeno dall’elettrolisi dell’acqua durante un processo di idrogenazione catalizzato dal suolo lunare.

Il processo produce idrocarburi come il metano che potrebbero essere utilizzati come combustibile. Invece di utilizzare l’energia esterna, la strategia utilizza la luce solare per produrre una varietà di prodotti desiderabili, tra cui acqua, ossigeno e carburante, che potrebbero sostenere la vita su una base lunare, affermano i ricercatori. Il team sta cercando un modo per testare il sistema nello spazio, probabilmente nelle future missioni lunari con equipaggio della Cina.

Come il suolo lunare può essere uno schema catalizzatore

Questo schema mostra come il suolo lunare può fungere da catalizzatore per la fotosintesi extraterrestre per produrre ossigeno e combustibili necessari per la sopravvivenza a lungo termine sulla luna. Credito fotografico: Yingfang Yao

“Utilizziamo le risorse ambientali in loco per ridurre al minimo il carico utile dei razzi e la nostra strategia fornisce uno scenario per un ambiente di vita extraterrestre sostenibile e conveniente”, afferma Yao.

Sebbene l’efficienza catalitica del suolo lunare sia inferiore ai catalizzatori disponibili sulla Terra, Yao afferma che il team sta testando vari approcci per migliorare il design, come la fusione del suolo lunare in un materiale nanostrutturato ad alta entropia che è un catalizzatore migliore.

Questo video mostra l’elettrolisi dell’acqua alimentata dal fotovoltaico catalizzata dal suolo lunare. Credito fotografico: Yingfang Yao

In precedenza, gli scienziati hanno proposto molte strategie per la sopravvivenza degli alieni. Ma la maggior parte dei progetti richiede fonti di energia dalla Terra. Per esempio,[{” attribute=””>NASA’s Perseverance 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.