Открыт неожиданный секрет колонизации космоса: этот процесс существует на Земле миллиарды лет

Искусственный фотосинтез может стать движущей силой для колонизации планет Солнечной системы. Процесс, естественно существующий на Земле более 2,3 миллиарда лет, может стать ключом к выживанию человечества на чужих планетах.

Видео дня

Об этом в статье для The Conversation написала доцент кафедры катализа в Университете Уорвика Катарина Бринкерт. Она вместе с коллегами провела исследование, целью которого было понять, каким образом фотосинтез может способствовать космическому будущему человечества. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Бринкерт объясняет, что жизнь на Земле обязана своему существованию именно фотосинтезу, который позволяет растениям и другим организмам собирать солнечный свет, воду и углекислый газ, превращая их в кислород и энергию в виде сахара.

Несмотря на то, что для Земли этот процесс вполне естественный, за ее пределами оказывается, что это очень редкое и ценное явление.

Ученые начали исследовать искусственный фотосинтез, который может решить одну из главных проблем космических путешествий – потребность человека в кислороде, который нельзя просто загрузить в космический корабль и взять с собой в путешествие на Луну или Марс.

Бринкерт рассказывает, что на Международной космической станции кислород добывают методом переработки углекислого газа, которая происходит в результате процесса под названием "электролиз", использующего электроэнергию от солнечных панелей станции для расщепления воды на газообразный водород и вдыхаемый астронавты кислород.

Также есть отдельная система, которая превращает углекислый газ, который выдыхают астронавты, в воду и метан.

Но обе технологии ненадежны, тяжелы и сложны в обслуживании. Поэтому ученые стремятся найти что-то более подходящее. Так возникла идея собирать солнечную энергию (которой в космосе много) и напрямую использовать ее для производства кислорода и переработки углекислого газа в одном устройстве. Вторым компонентом в процессе станет вода.

Такая технология, как считает ученая, будет не только эффективнее существующих, но и будет иметь меньший вес, а это крайне важно для далеких космических путешествий, когда горючее на вес золота.

Для улавливания солнечного света ученые намерены использовать полупроводниковые материалы, на которые можно наносить простые металлические катализаторы, поддерживающие нужную химическую реакцию.

Анализ, проведенный учеными, показал, что такое устройство может дополнить существующие технологии жизнеобеспечения, такие как кислородный генератор, используемый на МКС.

Бринкерт отмечает, что люди уже знают, что на Луне кислород можно будет получить непосредственно из лунного грунта (реголита). Но проблема в том, что для этого потребуются высокие температуры, в то время как устройство, которое будет работать по идее фотосинтеза, потребует только комнатной температуры и способно функционировать при давлениях, которые существуют на Марсе и Луне. Поэтому его можно было использовать непосредственно в местах проживания.

Что касается воды, которая используется в процессе, то, по мнению ученых, можно было бы использовать лед, который, как предполагается, есть в лунном кратере Шеклтона, где запланирована посадка в будущих лунных миссиях.

Расчеты ученых также показали, что их технология сможет работать на Марсе, несмотря на то, что интенсивность света на красной планете слабее, чем на Земле.

На Марсе атмосфера почти на 96% состоит из углекислого газа, поэтому, как отмечает Бринкерт, красная планета практически имеет идеальную среду для искусственного фотосинтеза.

Кроме того системы фотосинтеза позволили бы создавать искусственные атмосферы в космосе и производить химические вещества, необходимые для долгосрочных миссий, такие как удобрения, полимеры или фармацевтические препараты.

Также, как считают исследователи, искусственный фотосинтез может помочь решить проблему "зеленой" энергии на Земле, поскольку мог бы использоваться для производства топлива на основе водорода или углерода (вместо сахара).

Ранее OBOZREVATEL также публиковал прогноз ученых о том, когда люди смогут колонизировать Марс и другие планеты.

Подписывайтесь на каналы OBOZREVATEL в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.