Tanah bulan dapat digunakan untuk menghasilkan oksigen dan bahan bakar bagi astronot di bulan

Tanah di Bulan mengandung senyawa aktif yang dapat mengubah karbon dioksida menjadi oksigen dan bahan bakar, menurut sebuah studi baru oleh para ilmuwan di China dan diterbitkan 5 Mei 2022 di jurnal. joule. Mereka sedang menyelidiki apakah sumber daya bulan dapat digunakan untuk memfasilitasi eksplorasi manusia di Bulan atau di luarnya.

Ilmuwan material Universitas Nanjing Yingfang Yao dan Zhigang Zou berharap dapat merancang sistem yang memanfaatkan tanah bulan dan radiasi matahari, dua sumber daya paling melimpah di Bulan. Setelah menganalisis tanah bulan yang dibawa kembali oleh pesawat ruang angkasa Chang’e 5 China, tim peneliti menemukan bahwa sampel tersebut mengandung senyawa – termasuk bahan kaya besi dan titanium – yang dapat bertindak sebagai katalis untuk menghasilkan produk yang diinginkan seperti oksigen menggunakan sinar matahari dan karbon dioksida. .

Gambar ini menunjukkan sampel tanah bulan yang dibawa kembali oleh pesawat ruang angkasa China Chang’e 5. Kredit: Yingfang Yao

Berdasarkan pengamatan, tim mengusulkan strategi “fotosintesis ekstraterestrial”. Pada dasarnya, sistem ini menggunakan tanah bulan untuk menguraikan air yang diekstraksi dari bulan dan dalam knalpot pernapasan astronot menjadi oksigen dan hidrogen yang ditenagai oleh sinar matahari. Karbon dioksida yang dipancarkan oleh penduduk bulan juga dikumpulkan dan digabungkan dengan hidrogen dari elektrolisis air selama proses hidrogenasi yang dirangsang oleh tanah bulan.

Proses ini menghasilkan hidrokarbon seperti metana, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Para peneliti mengatakan strategi tersebut tidak menggunakan energi eksternal tetapi sinar matahari untuk menghasilkan berbagai produk yang diinginkan seperti air, oksigen, dan bahan bakar yang dapat mendukung kehidupan di pangkalan bulan. Tim sedang mencari peluang untuk menguji sistem di luar angkasa, kemungkinan dengan misi bulan berawak China di masa depan.

Diagram ini menunjukkan bagaimana tanah bulan dapat bertindak sebagai katalis untuk fotosintesis luar bumi untuk menghasilkan oksigen dan bahan bakar yang dibutuhkan untuk kelangsungan hidup jangka panjang di Bulan. Kredit: Yingfang Yao

“Kami menggunakan sumber daya lingkungan di tempat untuk mengurangi muatan rudal, dan strategi kami menyediakan skenario untuk lingkungan hidup di luar planet yang berkelanjutan dan terjangkau,” kata Yao.

Sementara efisiensi katalitik tanah bulan lebih rendah daripada katalis yang tersedia di Bumi, Yao mengatakan tim sedang menguji berbagai cara untuk meningkatkan desain, seperti melelehkan tanah bulan menjadi bahan nano entropi tinggi, yang merupakan katalis yang lebih baik.

Video ini menunjukkan elektrolisis air yang digerakkan oleh sel fotovoltaik yang distimulasi oleh tanah bulan. Kredit: Yingfang Yao

Sebelumnya, para ilmuwan mengusulkan banyak strategi untuk bertahan hidup di luar bumi. Tetapi sebagian besar desain membutuhkan sumber daya dari tanah. Misalnya,[{” 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.