خاک ماه می‌تواند برای تولید اکسیژن و سوخت استفاده شود
گروهی از پژوهشگران با بررسی تازه‌ترین نمونه‌هایی که از ماه به زمین آورده شده‌اند، خاک ماه را عاملی مطلوب برای تولید اکسیژن و سوخت و بقای پایدار انسان در ماه می‌دانند.
در مقاله‌ای که این هفته در نشریه‌ی «ژول» (Joule) منتشر شد، تیمی از پژوهشگران دانشگاه نانجینگ چین با تجزیه‌وتحلیل نمونه‌های جمع‌آوری شده طی مأموریت «چانگ‌ای-۵» (Chang’e-5) چین در سال ۲۰۲۱ به نتایج تازه‌ای درباره‌ی خاک ماه دست یافتند و اعلام کردند که خاک ماه می‌تواند با تأمین منابع زیست فرازمینی مانند اکسیژن و سوخت، برای پشتیبانی از حضور طولانی‌مدت انسان در ماه استفاده شود.
مأموریت چانگ‌ای ۵ برای نخستین بار در ۴۰ سال گذشته خاک ماه را به زمین بازگرداند. به گفته‌ی این تیم پژوهشی، خاک ماه ممکن است کاوش انسان در ماه و فراتر از آن را تسهیل کند. این امر در صورتی محقق می‌شود که مأموریت‌های گوناگون، همانند آنچه در این مطالعه انجام شد، بتوانند کربن دی‌اکسید را در مقیاس بزرگ به منابع دیگر تبدیل کنند.
در بررسی نمونه‌های ماه، تیم پژوهشی متوجه شد که این اجرام دارای حاوی ترکیباتی مانند مواد غنی از آهن و تیتانیوم هستند که می‌توانند با استفاده از نور خورشید و کربن دی‌اکسید به‌عنوان کاتالیزور برای تولید محصولات مورد نظر مانند اکسیژن عمل کنند.
بر اساس مشاهدات، تیم یک استراتژی «فتوسنتز فرازمینی» را پیشنهاد کرد. این سیستم با استفاده از انرژی خورشید از خاک ماه برای الکترولیز و تبدیل آب استخراج شده از ماه و بازدم فضانوردان، به اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌کند. کربن دی‌اکسید بازدم ساکنان ماه هم طی فرآیند هیدروژناسیون، واکنشی که با کمک خاک ماه سرعت می‌گیرد، جمع‌آوری و با هیدروژن حاصل از الکترولیز آب ترکیب می‌شود.
این فرآیند هیدروکربن‌هایی مانند متان تولید می‌کند که می‌تواند به عنوان سوخت مصرف شود. به گفته‌ی پژوهشگران، این استراتژی از هیچ انرژی خارجی به جز نور خورشید برای تولید انواع محصولات مطلوب مانند آب، اکسیژن و سوخت استفاده نمی‌کند و بدین ترتیب می‌تواند از حیات در یک قمر پشتیبانی کند.
روند شماتیک استفاده از خاک ماه به‌عنوان سرعت‌دهنده‌ی واکنش‌های تولید اکسیژن و سوخت
Credit: Yingfang Yao
اگرچه بازدهی استفاده از خاک ماه به‌عنوان کاتالیزگر کمتر از کاتالیزگرهای دردسترس روی زمین است، اما این تیم مشغول تغییر طراحی آزمایش است تا از خاک ماه کاتالیزگرهایی باز هم بهتر، ازجمله با ذوب آن به یک ماده‌ی غیربلوری آنتروپی-بالا تولید کند. پژوهشگران همچنین به دنبال فرصتی برای آزمایش این سیستم به‌صورت واقعی در فضا هستند که احتمالا در مأموریت‌های آینده‌ی چین به ماه انجام خواهد شد.
دستاوردهای چین در فضا، نتایج خوبی به همراه دارد. آموختن جزئیاتی که می‌تواند به بشر کمک کند وقتی دوباره به ماه می‌رسد یا حتی زمانی که مانند طرح ایلان ماسک و اسپیس‌ایکس در مریخ سکونت خواهد داشت، زنده بماند. علاوه بر اینکه گزارش منتشر شده درباره‌ی مأموریت‌های چین به ماه در آینده، خاطرنشان کرده است که این کشور همکاری با دیگران را هم در نظر خواهد گرفت.
هرچند روابط ایالات متحده آمریکا و روسیه حتی در عرصه‌ی فضا با چالش‌های جدی مواجه است و شاید بتوان زندگی در ایستگاه فضایی بین‌المللی را یک مورد استثنایی دانست اما احتمالا این نوع مأموریت‌های موفقیت‌آمیز همچنان با همکاری فضانوردان از کشورهای مختلف ادامه خواهد یافت. بنابراین اگر چین هم بتواند در این مسیر کمک‌کننده باشد و فعالیت‌های تخصصی در مسیر کاوش ماه هم ارائه دهد، بسیار شاخص خواهد بود.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از پایگاه‌های انسانی در ماه
Credit: ESA – P. Carril
منابع: Futurism, SciTechDaily
