Ay Toprağı Hayatta Kalma Deneyinde “Mucizevi” Sonuçlar Verdi
Güneş enerjisiyle çalışan yeni bir teknoloji, Ay toprağından su çekip astronotların CO₂’sini oksijene ve yakıta dönüştürüyor.
Bilim insanları, Ay’da uzun vadeli insan hayatta kalma şansını önemli ölçüde artırabilecek yeni bir teknoloji geliştirdi. 16 Temmuz’da Joule dergisinde yayınlanan bir çalışmada ayrıntıları verilen araştırma ekibi, Ay toprağından suyu başarıyla çıkarıp karbondioksiti solunabilir oksijene ve yakıt için kimyasal bileşenlere dönüştürmekte kullandı. Bu çığır açan gelişme, Dünya’dan büyük miktarlarda su ve yakıt taşıma ihtiyacını azaltarak gelecekteki uzay görevlerinde önemli bir rol oynayabilir.
Hong Kong Çin Üniversitesi, Shenzhen’den Lu Wang, “Ay toprağının sahip olduğu ‘sihir’i asla tam olarak hayal edememiştik,” dedi. “Bizim için en büyük sürpriz, bu entegre yaklaşımın somut başarısıydı. Ay H2O ekstraksiyonu ve fototermal CO2 katalizinin tek adımda entegre edilmesi, enerji kullanım verimliliğini artırabilir ve altyapı geliştirmenin maliyetini ve karmaşıklığını azaltabilir.”
Ay’ı daha derin uzay araştırmaları için bir fırlatma rampası olarak kullanma konsepti, uzay ajansları tarafından uzun yıllardır tartışılıyor. Ancak en büyük engel, orada görevli astronotları desteklemek için yeterli temel malzeme, özellikle de su tedarik etmek olmuştur. Çalışmaya göre, uzaya sadece bir galon su taşımanın maliyeti yaklaşık 83.000 dolar. Bir astronotun genellikle günde yaklaşık dört galon suya ihtiyaç duyduğu düşünüldüğünde, lojistik hızla hem pahalı hem de kullanışsız hale geliyor.
Fototermal reaktörün tabanında bulunan Chang’E-5 ay toprağı. Kaynak: Sun ve diğerleri.
Chang’E-5 görevinden analiz edilen toprak örnekleri, Ay yüzeyinde su olduğuna dair kanıtlar sunuyor ve yazarlar, bunun insan kaşiflerin ihtiyaçlarını karşılamak için Ay’ın doğal kaynaklarından yararlanmalarına olanak tanırken, bu kaynakları taşımanın maliyetlerinden ve lojistik zorluklarından kaçınmalarına olanak sağlayabileceğini öne sürüyor. Ancak, daha önce Ay toprağından su çıkarmak için geliştirilen stratejiler, enerji yoğun birçok adım içeriyordu ve CO2’yi yakıt ve diğer temel kullanımlar için parçalamıyordu.
Çift Amaçlı Bir Ay Teknolojisi
Bu araştırmayı ilerletmek için Wang ve meslektaşları, hem Ay toprağından su çıkaracak hem de astronotların dışarı verdiği CO2’yi doğrudan karbon monoksit (CO) ve hidrojen gazına dönüştürmek için kullanacak bir teknoloji geliştirdiler. Bu gaz daha sonra astronotların soluması için yakıt ve oksijen üretmek üzere kullanılabilecek. Teknoloji, bu başarıyı Güneş’ten gelen ışığı ısıya dönüştüren yeni bir fototermal stratejiyle gerçekleştiriyor.
Bilim insanları, Chang’E görevi sırasında toplanan ay toprağı örneklerinin yanı sıra simüle edilmiş ay örnekleri ve fototermal süreci yürütmek için ışık yoğunlaştırıcı bir sistem kullanan CO2 gazıyla dolu bir parti reaktörü kullanarak teknolojiyi test ettiler. Ekip, fototermal aktiviteyi ölçmek ve sürecin mekanizmalarını analiz etmek için ağır bir siyah mineral ve ay toprağında bildirilen birkaç su rezervuarından biri olan ilmenit kullandı.
Teknolojinin laboratuvardaki başarısına rağmen, yazarlara göre aşırı ay ortamı, Ay’da kullanımını zorlaştıracak zorluklar oluşturmaya devam ediyor. Bunlar arasında ani sıcaklık dalgalanmaları, yoğun radyasyon ve düşük yerçekimi yer alıyor. Ayrıca, doğal ortamındaki ay toprağı tekdüze bir bileşime sahip olmadığından, tutarsız özelliklere sahip oluyor ve astronotların nefeslerinden çıkan CO2, ihtiyaç duydukları tüm su, yakıt ve oksijen için yeterli bir temel sağlayamayabilir. Wang, teknolojik sınırlamaların da bir engel oluşturmaya devam ettiğini ve mevcut katalitik performansın Dünya dışındaki ortamlarda insan yaşamını tam olarak desteklemek için hala yetersiz olduğunu söyledi.
Yazarlar, “Bu teknik engellerin ve geliştirme, konuşlandırma ve işletmede ortaya çıkan önemli maliyetlerin üstesinden gelmek, sürdürülebilir ay suyu kullanımı ve uzay araştırmalarının gerçekleştirilmesi için hayati önem taşıyacak” diye yazıyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
NASA, Ay Toprağından Oksijen Çıkarmanın Yolunu Buldu: “Büyük Bir Adım”