Відео дня
Відкрито несподіваний секрет колонізації космосу: цей процес існує на Землі мільярди років
Штучний фотосинтез може стати рушійною силою для колонізації планет Сонячної системи. Процес, який природно існує на Землі понад 2,3 мільярди років, може стати ключем до виживання людства на чужих планетах.
Про це у статті для The Conversation написала доцент кафедри каталізу в Університеті Ворвіка Катаріна Брінкерт. Вона разом із колегами провела дослідження, метою якого було зрозуміти, як саме фотосинтез може сприяти космічному майбутньому людства. Результати цього дослідження опубліковано у журналі Nature Communications.
Брінкерт пояснює, що життя на Землі завдячує своєму існуванню саме фотосинтезу, який дозволяє рослинам та іншим організмам збирати сонячне світло, воду та вуглекислий газ, перетворюючи їх на кисень та енергію у вигляді цукру.
Попри те, що для Землі цей процес є цілком природнім, поза її межами виявляється, що це дуже рідкісне і цінне явище.
Тож науковці почали досліджувати штучний фотосинтез, який може вирішити одну з головних проблем космічних подорожей – потреба людини в кисні, який не можна просто завантажити у космічний корабель та взяти із собою у подорож на Місяць чи Марс.
Брінкерт розповідає, що на Міжнародній космічній станції кисень добувають методом переробки вуглекислого газу, яка відбувається внаслідок процесу під назвою "електроліз", який використовує електроенергію від сонячних панелей станції для розщеплення води на газоподібний водень і кисень, який вдихають астронавти.
Також є окрема система, яка перетворює вуглекислий газ, що його видихають астронавти, на воду і метан.
Але обидві технології є ненадійними, важкими та складними в обслуговуванні. Тому вчені прагнуть знайти щось більше підходяще. Так виникла ідея збирати сонячну енергію (якої в космосі багато) і безпосередньо використовувати її для виробництва кисню і переробки вуглекислого газу в одному пристрої. Другим компонентом у процесі стане вода.
Така технологія, як вважає науковця, буде не лише ефективнішою за існуючі, але й матиме меншу вагу, а це вкрай важливо для далеких космічних подорожей, коли пальне на вагу золота.
Для уловлювання сонячного світла вчені мають намір використовувати напівпровідникові матеріали, на які можна наносити прості металеві каталізатори, що підтримують потрібну хімічну реакцію.
Аналіз, проведений науковцями, показав, що такий пристрій може доповнити існуючі технології життєзабезпечення, такі як кисневий генератор, що використовується на МКС.
Брінкерт зазначає, що люди вже знають, що на Місяці кисень можна буде отримати безпосередньо з місячного ґрунту (реголіту). Але проблема в тому, що для цього потрібні будуть високі температури, в той час як пристрій, який працюватиме за ідеєю фотосинтезу, потребуватиме лише кімнатної температури та здатен функціонувати при тисках, які існують на Марсі та Місяці. Тож його можна було б використовувати безпосередньо в місцях проживання.
Щодо води, яка використовується в процесі, то, на думку вчених, можна було б використовувати лід, який, як передбачається, є у місячному кратері Шеклтон, де заплановано посадку в майбутніх місячних місіях.
Розрахунки вчених також показала, що їхня технологія зможе працювати на Марсі, попри те, що інтенсивність світла на червоній планеті слабша, ніж на Землі.
На Марсі атмосфера майже на 96% складається з вуглекислого газу, тому, як зазначає Брінкерт, червона планета фактично має ідеальне середовище для штучного фотосинтезу.
Окрім того системи фотосинтезу дозволили б створювати штучні атмосфери в космосі і виробляти хімічні речовини, необхідні для довгострокових місій, такі як добрива, полімери або фармацевтичні препарати.
Також, як вважають дослідники, штучний фотосинтез може допомогти вирішити проблему "зеленої" енергії на Землі, оскільки міг би використовуватися для виробництва палива на основі водню або вуглецю (замість цукру).
Раніше OBOZREVATEL також публікував прогноз вчених щодо того, коли люди зможуть колонізувати Марс і інші планет.
Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL у Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.