根据中国科学家发表在《焦耳》杂志上的一项新研究,月球土壤中含有能够将二氧化碳转化为氧气和燃料的活性分子。他们正在研究是否可以利用月球资源来帮助人类探索月球或更远的地方。
向太空发射产品成本高昂;因此,在月球上发现的任何不需要从地球上获取的物质都可以节省一大笔钱。
中国南京大学的姚英芳和他的同事们研究了月球土壤样本,看看它是否可以作为催化剂,用于将宇航员身体释放的二氧化碳和水转化为氧气、氢气和其他有价值的副产品,这些副产品可以用来为月球基地提供动力。
“他们真正想问的问题是:‘月球‘土壤’有什么奇怪的地方,会阻止我们做地球土壤能做的事情吗?“他们的答案是否定的,”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的迈克尔·赫克特(Michael Hecht)说,他没有参与这项研究。
姚和他的同事们最初使用电子显微镜和x射线衍射来发现具有催化活性的土壤成分。他们发现了大量的铁和镁基化学物质,这些化学物质在类似于绿色植物光合作用的反应中很有用。
然后,土壤被评估为各种化学反应的催化剂,作为类似光合作用的过程的一部分,从二氧化碳和水中产生氢和氧。
研究人员发现,月球土壤的催化效率低于地球上可用的催化剂。姚说,该团队正在测试不同的方法来改进设计,比如将月球土壤融化成纳米结构的高熵材料,一种更好的催化剂。
此外,赫克特还有其他障碍需要克服。例如,姚和他的团队提出的反应需要液化二氧化碳,他们认为这可以简单地通过利用月球寒冷的大气来实现,但赫克特对此持怀疑态度。
“在月球上,寒冷的温度不允许你凝结二氧化碳;你必须散热才能做到。”
不可否认,太空成就是有益的。这有助于获取新的信息,帮助人类在其他行星或月球上生存。研究人员此前提出了许多星际生计的方法。然而,大多数设计都需要来自地球的能量。
“在不久的将来,我们将看到载人航天工业的快速发展,”姚说。
“就像17世纪数百艘船驶向大海的‘航海时代’一样,我们将进入一个‘太空时代’。“但如果我们想对地外世界进行大规模探索,我们就需要想办法减少有效载荷,这意味着尽可能少地依赖地球上的供应,转而使用地外资源。”