В лунном грунте найдены катализаторы для «внеземного фотосинтеза» кислорода и топлива


Луноход «Юйту-2» снятый посадочным аппаратом «Чанъэ-4» в январе 2019 года / ©CSNA / Автор: Павел Сорокин

Полвека назад человечество осуществило один из самых великих «флаговтыков» в своей истории — люди посетили другое небесное тело. И хотя у программы «Аполлон» были огромные научные результаты, трудно спорить, что в первую очередь это был проект, реализованный ради победы в «Лунной гонке». Будущие миссии к естественному спутнику Земли ставят своей целью подготовку к долгосрочному пребыванию людей на нем. И для этого потребуются технологии, позволяющие использовать ресурсы на месте.

На Луне два наиболее распространенных ресурса — солнечный свет и реголит. Воды в форме льда тоже достаточно, причем не только в навеки затененных кратерах приполярных областей, но и в недрах. Не везти с собой топливо на обратный путь и столь необходимый людям для жизни кислород — отличная идея. Таким образом напрашивается логичный вопрос: как обеспечить их выработку на месте, чтобы ценные килограммы полезной нагрузки потратить на еду и научные приборы?

Вода разлагается на кислород и водород путем электролиза, для которого необходим приток энергии. Ее легко получить из солнечного света. А в качестве горючего вполне подойдет метан. Тем более, что существует сразу несколько хорошо освоенных реакций, позволяющих вырабатывать его из водорода и углекислого газа. В новой научной работе китайские исследователи предлагают замкнутый цикл, который объединяет вместе два вышеописанных процесса. Они называют его «внеземным фотосинтезом». Подробное описание экспериментальной технологии опубликовано в журнале Joule.

Ключевые компоненты «внеземного фотосинтеза» — богатые железом и титаном соединения, обнаруженные учеными в лунном реголите. Его образцы доставил на Землю аппарат «Чанъэ-5» в 2020 году. Исследователи провели ряд экспериментов, показывающих, что эти соединения показывают себя в качестве эффективных катализаторов для электролиза воды, а также фототермического преобразования углекислого газа в метан и метанол.

Общая схема «внеземного фотосинтеза» на Луне. Откуда на лунной базе возьмется «Спейс шаттл» в полной стартовой конфигурации с боковыми ускорителями и внешним баком — вопрос открытый / ©https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.04.011

В общих чертах схема всего цикла выглядит следующим образом. Сначала полученную на месте или привезенную с собой воду разлагают на водород и кислород. Первый отправляется далее по технологическому процессу, а второй запасается в качестве окислителя для полета домой и обогащения воздуха на лунной базе. Следующий этап подразумевает фототермическое преобразование углекислого газа и полученного ранее водорода в метанол и метан. Источниками CO2 могут служить как атмосфера жилых модулей, так и сухой лед (предположительно, его на Луне тоже много).

Проще говоря, в идеальном случае будущим строителям лунной базы нужно будет привезти с собой лишь резервный запас воздуха и воды, а также все необходимое оборудование. А основные энергоносители и жизненно необходимые ресурсы люди смогут получить из местных залежей. Причем даже расходные материалы — катализаторы, брать с собой не нужно. Проверить созданную ими технологию китайские ученые планируют в одной из следующих беспилотных миссий к Луне.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/v-lynnom-grynte-naideny-katalizatory-dlia-vnezemnogo-fotosinteza-kisloroda-i-topliva.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

«Чандраян-3» сделал свое первое открытие на Луне

Луноход «Прагъян» выезжает из посадочного модуля «Викрам» / © ISRO / Автор: Артем Фомин Индийское космическое агентство (ISRO)...

Второй гидрометеорологический спутник «Арктика-М» успешно выведен на рабочую орбиту

 © ria.ru Второй гидрометеорологический спутник «Арктика-М» вышел на орбиту после запуска на ракете «Союз-2.1б» с космодрома Байконур в субботу, сообщил «Роскосмос». Старт ракеты...

Ракета-носитель «Союз-2.1в» с космодрома Плесецк успешно вывела на орбиту новый военный спутник

 © tass.ru Ракета «Союз-2.1в», стартовавшая с космодрома Плесецк 09.02.2024 года, успешно вывела на целевую орбиту спутник в интересах Минобороны РФ, сообщили в военном...

Марсоход доказал, что может обеспечить собаку кислородом на 10 часов

Фрагмент селфи Perseverance в местечке Three Forks, где ровер оставил несколько трубок с образцами для дальнейшей отправки на...

«Японский „Фобос-Грунт“» столкнулся с риском задержки старта на два года

Аппарат Martian Moons eXploration в перелетной конфигурации — так он отправится от Земли к Марсу. Основные научные задачи...

«Бюро 1440» запустила три российских низкоорбитальных спутника связи

«Бюро 1440» запустила три российских низкоорбитальных спутника связи © habr.com Российская компания «Бюро 1440» отчиталась о запуске трёх отечественных низкоорбитальных спутников....

Ядерный ракетный двигатель NASA и DARPA получил производителя и срок запуска

Предварительный облик DRACO, используемый в промо-материалах. Как именно будет выглядеть готовый демонстратор технологии пока не до конца ясно....

Европа приостановила сотрудничество с «Роскосмосом» по лунным миссиям

«Луна-25» должна была отправиться к спутнику Земли еще в 2015 году, однако вот уже семь лет запуск переносят...

РКЦ «Прогресс» — производство ракет-носителей в Самаре

 © img.geliophoto.com С момента запуска первой ракеты-носителя «Союз» прошло 58 лет. За это время почти 2000 ракет доставили на орбиту корабли с космонавтами,...

«Чандраян-3» зарегистрировал странное сейсмическое событие — лунотрясение или падение метеорита

«Викрам» снятый со стороны камерой лунохода «Прагъян» / © Wikimedia Commons / Автор: Milonia Larcius Посадочный аппарат «Викрам»...

Беспилотный орбитальный самолет вернулся на Землю после рекордных 908 дней в космосе

Космический беспилотный аппарат похож на маленький шаттл / ©Boeing / U. S. Space Force via AP / Автор:...

Два новейших двигателя SpaceX взорвались на тестовом стенде подряд

Двигатель SpaceX Raptor первой версии. Слева модификация для полета в плотных слоях атмосферы, справа — вакуумная (с увеличенными...

Космические силы США планируют провести первые военные учения на орбите

В последние годы некоторые крупные державы, среди которых США и Россия, намекают, пусть и не открыто, о своих...

Армения запустила свой первый спутник — на ракете SpaceX

Типичное время работы спутников такого типа измеряется годами / ©Sputnik Армения / Автор: Godefridus Victorinus Ракета компании SpaceX...

В космосе прошли тесты российской лазерной связи между спутниками

 © icdn.lenta.ru Тестирование лазерной межспутниковой связи в космосе от компании «Бюро 1440» успешно завершилось. Это первый такой успешный тест. Передача данных...

На пристыкованном к МКС корабле «Союз» произошла авария, выход экипажа в открытый космос отменен

Осмотр места повреждений на корабле «Союз МС-22» при помощи камер на Европейском манипуляторе ERA. Управляет роботом прибывшая на...

Астрономы предложили построить первую внеземную колонию внутри «астероида-конфеты»

Вот этот кусок камня и металла — наш потенциальный новый дом / ©ru.wikipedia.org / Автор: Анастасия Кожевникова Ледяная...

Начато серийное производство ретрансляторов для спутников

 © russianspacesystems.ru Холдинг «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») разработал и запустил в серийное производство аппаратуру одной из важнейших бортовых систем космических...

«Роскосмос» нашел ошибку, которая привела к падению «Луны-25»

«Луна-25» в представлении художника / © Wikimedia Commons / Автор: Lampronia Auxilius Госкорпорация «Роскосмос» подвела предварительные итоги выяснения...

В NASA заявили об административных трудностях, с которыми столкнулись астронавты из-за санкций против России

Американский астронавт во время выхода в открытый космос на МКС, ноябрь 2019 года / © NASA / Автор:...