Science

Le sol lunaire peut être utilisé pour générer de l’oxygène et du carburant pour les astronautes de la Lune

Base lunaire de prospection

Vue d’artiste de ce à quoi pourrait ressembler une base lunaire. Les scientifiques qui étudient si les ressources lunaires peuvent être utilisées pour faciliter l’exploration humaine sur la lune ou au-delà ont signalé que le sol lunaire contient des composés actifs qui peuvent convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en carburants. Crédit : ESA – P Carril

Le sol sur la lune contient des composés actifs capables de convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en carburant, selon une nouvelle étude menée par des scientifiques chinois et publiée le 5 mai 2022 dans la revue joule. Ils étudient actuellement si les ressources lunaires peuvent être utilisées pour faciliter l’exploration humaine sur la lune ou au-delà.

Université de Nankin Les scientifiques des matériaux Yingfang Yao et Zhigang Zou espèrent concevoir un système qui tire parti du sol lunaire et du rayonnement solaire, les deux ressources les plus abondantes sur la lune. Après avoir analysé le Le sol lunaire ramené par le vaisseau spatial chinois Chang’e 5leur équipe de recherche a découvert que l’échantillon contenait des composés, notamment des substances riches en fer et en titane, qui pourraient servir de catalyseur pour fabriquer des produits souhaités tels que l’oxygène à l’aide de la lumière du soleil et du dioxyde de carbone.

Échantillon de sol lunaire

Cette photographie montre un échantillon de sol lunaire renvoyé par le vaisseau spatial chinois Chang’e 5. 1 crédit

Sur la base de l’observation, l’équipe a proposé une stratégie de “photosynthèse extraterrestre”. Principalement, le système utilise le sol lunaire pour électrolyser l’eau extraite de la lune et des gaz d’échappement respiratoires des astronautes en oxygène et en hydrogène alimentés par la lumière du soleil. Le dioxyde de carbone exhalé par les habitants de la lune est également collecté et combiné à l’hydrogène de l’électrolyse de l’eau lors d’un processus d’hydrogénation catalysé par le sol lunaire.

Le processus produit des hydrocarbures tels que le méthane, qui pourraient être utilisés comme carburant. La stratégie n’utilise aucune énergie externe mais la lumière du soleil pour produire une variété de produits souhaitables tels que l’eau, l’oxygène et le carburant qui pourraient soutenir la vie sur une base lunaire, selon les chercheurs. L’équipe cherche une opportunité de tester le système dans l’espace, probablement avec les futures missions lunaires avec équipage de la Chine.

Comment le sol lunaire peut être un catalyseur

Ce schéma montre comment le sol lunaire peut fonctionner comme catalyseur de la photosynthèse extraterrestre pour produire l’oxygène et les carburants nécessaires à la survie à long terme sur la lune. 1 crédit

“Nous utilisons des ressources environnementales in situ pour minimiser la charge utile des fusées, et notre stratégie fournit un scénario pour un environnement de vie extraterrestre durable et abordable”, a déclaré Yao.

Alors que l’efficacité catalytique du sol lunaire est inférieure à celle des catalyseurs disponibles sur Terre, Yao dit que l’équipe teste différentes approches pour améliorer la conception, comme la fusion du sol lunaire en un matériau nanostructuré à haute entropie, qui est un meilleur catalyseur.

Cette vidéo montre l’électrolyse photovoltaïque de l’eau catalysée par le sol lunaire. 1 crédit

Auparavant, les scientifiques ont proposé de nombreuses stratégies de survie extraterrestre. Mais la plupart des conceptions nécessitent des sources d’énergie de la Terre. Par example,[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Research Team With Lunar Soil Sample

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.