Odkryto nieoczekiwany sekret kolonizacji kosmosu: proces ten istnieje na Ziemi od miliardów lat

Sztuczna fotosynteza może stać się siłą napędową kolonizacji planet Układu Słonecznego. Proces, który istnieje naturalnie na Ziemi od ponad 2,3 miliarda lat, może być kluczem do przetrwania ludzi na obcych planetach.

Katharina Brinkert, adiunkt katalizy na Uniwersytecie w Warwick, napisała o tym w artykule dla The Conversation. Ona i jej koledzy przeprowadzili badanie, które miało na celu zrozumienie, w jaki sposób fotosynteza może przyczynić się do kosmicznej przyszłości ludzkości. Wyniki tego badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.

Brinkert wyjaśnia, że życie na Ziemi zawdzięcza swoje istnienie fotosyntezie, która pozwala roślinom i innym organizmom zbierać światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla, zamieniając je w tlen i energię w postaci cukru.

Chociaż proces ten jest całkiem naturalny dla Ziemi, okazuje się być bardzo rzadki i cenny poza nią.

Naukowcy rozpoczęli badania nad sztuczną fotosyntezą, która mogłaby rozwiązać jeden z głównych problemów podróży kosmicznych - zapotrzebowanie na tlen dla ludzi, którego nie można po prostu załadować do statku kosmicznego i zabrać ze sobą w podróż na Księżyc lub Marsa.

Brinkert twierdzi, że Międzynarodowa Stacja Kosmiczna produkuje tlen poprzez przetwarzanie dwutlenku węgla w procesie zwanym elektrolizą, który wykorzystuje energię elektryczną z paneli słonecznych stacji do rozkładu wody na wodór i tlen, które astronauci wdychają.

Istnieje również oddzielny system, który przekształca dwutlenek węgla wydychany przez astronautów w wodę i metan.

Obie technologie są jednak zawodne, ciężkie i trudne w utrzymaniu. Naukowcy próbują więc znaleźć coś bardziej odpowiedniego. Powstał więc pomysł, aby zbierać energię słoneczną (której w kosmosie jest pod dostatkiem) i bezpośrednio wykorzystywać ją do produkcji tlenu i przetwarzania dwutlenku węgla w jednym urządzeniu. Drugim składnikiem procesu byłaby woda.

Taka technologia, według naukowca, będzie nie tylko bardziej wydajna niż istniejące, ale także będzie miała mniejszą wagę, co jest niezwykle ważne w przypadku dalekich podróży kosmicznych, kiedy paliwo jest na wagę złota.

Do przechwytywania światła słonecznego naukowcy zamierzają wykorzystać materiały półprzewodnikowe, na które można nałożyć proste katalizatory metalowe, które wspomagają pożądaną reakcję chemiczną.

Analiza przeprowadzona przez naukowców wykazała, że takie urządzenie mogłoby uzupełnić istniejące technologie podtrzymywania życia, takie jak generator tlenu używany na ISS.

Brinkert zauważa, że ludzie już wiedzą, że na Księżycu tlen mógłby być pozyskiwany bezpośrednio z księżycowej gleby (regolitu). Problem polega jednak na tym, że wymagałoby to wysokich temperatur, podczas gdy urządzenie działające w oparciu o ideę fotosyntezy wymagałoby jedynie temperatury pokojowej i byłoby w stanie funkcjonować przy ciśnieniu występującym na Marsie i Księżycu. Dlatego też mogłoby być używane bezpośrednio w domu.

Jeśli chodzi o wodę wykorzystywaną w procesie, naukowcy uważają, że można by wykorzystać lód, który, jak się zakłada, istnieje w kraterze księżycowym Shackleton, gdzie planowane jest lądowanie przyszłych misji księżycowych.

Obliczenia naukowców wykazały również, że ich technologia może działać na Marsie, mimo że intensywność światła na czerwonej planecie jest słabsza niż na Ziemi.

Na Marsie atmosfera składa się w prawie 96 procentach z dwutlenku węgla, więc, jak zauważa Brinkert, czerwona planeta ma niemal idealne środowisko do sztucznej fotosyntezy.

Ponadto systemy fotosyntezy umożliwiłyby tworzenie sztucznych atmosfer w przestrzeni kosmicznej i produkcję chemikaliów potrzebnych do długoterminowych misji, takich jak nawozy, polimery lub farmaceutyki.

Naukowcy uważają również, że sztuczna fotosynteza mogłaby pomóc w rozwiązaniu problemu "zielonej" energii na Ziemi, ponieważ mogłaby być wykorzystywana do produkcji wodoru lub paliw węglowych (zamiast cukru).

Wcześniej OBOZREVATEL opublikował również przewidywania naukowców dotyczące tego, kiedy ludzie będą w stanie skolonizować Marsa i inne planety.

Subskrybuj kanały OBOZREVATEL w Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.