चंद्रमा पर अंतरिक्ष यात्रियों के लिए ऑक्सीजन और ईंधन उत्पन्न करने के लिए चंद्र मिट्टी का उपयोग किया जा सकता है

चंद्र आधार के आकार की एक कलाकार की छाप। वैज्ञानिकों ने यह पता लगाया कि क्या चंद्र संसाधनों का उपयोग चंद्रमा पर या उससे आगे मानव अन्वेषण की सुविधा के लिए किया जा सकता है, ने बताया है कि चंद्र मिट्टी में सक्रिय यौगिक होते हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन और ईंधन में परिवर्तित कर सकते हैं। श्रेय: ईएसए – पी. कारिलि

चीन में वैज्ञानिकों द्वारा 5 मई, 2022 को प्रकाशित एक नए अध्ययन के अनुसार, चंद्रमा पर मिट्टी में सक्रिय यौगिक होते हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन और ईंधन में परिवर्तित कर सकते हैं। जूल. वे वर्तमान में इस बात की जांच कर रहे हैं कि क्या चंद्र संसाधनों का उपयोग चंद्रमा पर या उससे आगे मानव अन्वेषण की सुविधा के लिए किया जा सकता है।

नानजिंग विश्वविद्यालय के सामग्री वैज्ञानिक यिंगफैंग याओ और झिगांग ज़ू एक ऐसी प्रणाली को डिजाइन करने की उम्मीद करते हैं जो चंद्र मिट्टी और सौर विकिरण का लाभ उठाती है, जो चंद्रमा पर दो सबसे प्रचुर संसाधन हैं। चीन के चांग’ई 5 अंतरिक्ष यान द्वारा वापस लाई गई चंद्र मिट्टी का विश्लेषण करने के बाद, शोध दल ने पाया कि नमूने में यौगिक शामिल हैं – जिसमें लोहा- और टाइटेनियम युक्त सामग्री शामिल है – जो सूर्य के प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके ऑक्सीजन जैसे वांछनीय उत्पादों के उत्पादन के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। .

यह छवि चीनी चांग’ई 5 अंतरिक्ष यान द्वारा वापस लाई गई चंद्र मिट्टी का एक नमूना दिखाती है। क्रेडिट: यिंगफैंग याओ

अवलोकन के आधार पर, टीम ने “बाह्यस्थलीय प्रकाश संश्लेषण” रणनीति का प्रस्ताव रखा। अनिवार्य रूप से, सिस्टम चंद्रमा से निकाले गए पानी को विघटित करने के लिए चंद्र मिट्टी का उपयोग करता है और अंतरिक्ष यात्रियों के सांस लेने में ऑक्सीजन और सूर्य के प्रकाश द्वारा संचालित हाइड्रोजन में होता है। चंद्र निवासियों द्वारा उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड भी एकत्र किया जाता है और चंद्र मिट्टी द्वारा उत्तेजित हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया के दौरान पानी के इलेक्ट्रोलिसिस से हाइड्रोजन के साथ जोड़ा जाता है।

इस प्रक्रिया से मीथेन जैसे हाइड्रोकार्बन का उत्पादन होता है, जिसे ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि रणनीति बाहरी ऊर्जा का नहीं बल्कि सूरज की रोशनी का उपयोग विभिन्न प्रकार के वांछनीय उत्पादों जैसे पानी, ऑक्सीजन और ईंधन के उत्पादन के लिए करती है जो चंद्र आधार पर जीवन का समर्थन कर सकते हैं। टीम भविष्य में चीनी मानवयुक्त चंद्रमा मिशनों के साथ अंतरिक्ष में प्रणाली का परीक्षण करने के अवसर की तलाश में है।

यह आरेख दिखाता है कि चंद्रमा पर लंबे समय तक जीवित रहने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन और ईंधन का उत्पादन करने के लिए चंद्र मिट्टी अलौकिक प्रकाश संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में कैसे कार्य कर सकती है। श्रेय: यिंगफैंग याओ

“हम मिसाइल पेलोड को कम करने के लिए ऑन-साइट पर्यावरण संसाधनों का उपयोग करते हैं, और हमारी रणनीति एक स्थायी और किफायती ऑफ-प्लैनेट लिविंग वातावरण के लिए एक परिदृश्य प्रदान करती है,” याओ कहते हैं।

जबकि चंद्र मिट्टी की उत्प्रेरक दक्षता पृथ्वी पर उपलब्ध उत्प्रेरक से कम है, याओ का कहना है कि टीम डिजाइन को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न तरीकों का परीक्षण कर रही है, जैसे चंद्र मिट्टी को उच्च-एन्ट्रॉपी नैनोमटेरियल में पिघलाना, जो एक बेहतर उत्प्रेरक है।

यह वीडियो फोटोवोल्टिक कोशिकाओं द्वारा संचालित पानी के इलेक्ट्रोलिसिस को दिखाता है जो चंद्र मिट्टी से प्रेरित होता है। श्रेय: यिंगफैंग याओ

पहले, वैज्ञानिकों ने अलौकिक अस्तित्व के लिए कई रणनीतियों का प्रस्ताव दिया था। लेकिन अधिकांश डिजाइनों को जमीन से बिजली स्रोतों की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए,[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Mars rover brought an instrument that can use carbon dioxide in the planet’s atmosphere to make oxygen, but it’s powered by a nuclear battery onboard.

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.