thumbnail - Con người có thể tạo ra khí oxy ngay trên mặt trăng
Thu Hà
Hà Nội

Con người có thể tạo ra khí oxy ngay trên mặt trăng

Sự tồn tại lâu dài trên mặt trăng bằng cách sử dụng tài nguyên tại chỗ là điều cấp thiết để đạt được hiệu quả kinh tế cao. Vào năm ngoái, một thiết bị trên tàu thám hiểm Perseverance của NASA đã tạo ra oxy từ bầu khí quyển carbon dioxide của Hành tinh Đỏ. Và tiếp tục vào năm nay, chúng ta lại tiến gần hơn một bước nữa đến các điều kiện có thể sống được trên mặt trăng. 

Hy vọng này đến từ một thử nghiệm sử dụng tài nguyên oxy tại chỗ trên sao Hỏa (gọi là Moxie) vừa được các nhà nghiên cứu tiến hành, càng làm kích thích sự tin tưởng của con người về sự tồn tại của người ngoài Trái Đất. Các sứ mệnh của con người trong tương lai sẽ đưa thử nghiệm Moxie này lên sao Hỏa, thay vì mang oxy từ Trái đất để duy trì chúng.

Tuy nhiên, Moxie được cung cấp năng lượng bằng pin hạt nhân trên tàu thám hiểm. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ thấy ngành công nghiệp tàu vũ trụ phát triển nhanh chóng, với những phi hành đoàn đông đảo. Sự tồn tại lâu dài trên mặt trăng sẽ là một bước ngoặt trong cuộc thám hiểm không gian sâu có người lái.

Con người có thể tạo ra khí oxy ngay trên mặt trăng 

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Nam Kinh đang giữ mẫu đất mặt trăng

Được so sánh với 'Thời đại của Cánh buồm' vào những năm 1600 khi hàng trăm con tàu lao ra biển, chúng ta sẽ bước vào 'Thời đại của Không gian.' Tuy nhiên, nếu chúng ta muốn thực hiện những khám phá thế giới ngoài Trái Đất với quy mô lớn, chúng ta cần nghĩ cách để giảm tải trọng, nghĩa là dựa vào càng ít nguồn cung cấp từ Trái đất càng tốt và thay vào đó sử dụng các nguồn tài nguyên ngoài Trái đất. 

Các nhà khoa học tại Đại học Nam Kinh Trung Quốc đã khám phá liệu tài nguyên mặt trăng có thể được sử dụng để tạo điều kiện cho con người khám phá mặt trăng hay xa hơn nữa hay không. Trong công bố trên tạp chí, họ đã báo cáo rằng đất trên mặt trăng chứa các hợp chất hoạt tính có thể chuyển đổi carbon dioxide thành oxy và nhiên liệu.

Mặt trăng có gì cho chúng ta sử dụng?

Mặt trăng vốn không có không khí để thở. Tuy nhiên, một số nguyên tố như argon-40, helium-4, oxy, methane, nitơ, carbon monoxide và carbon dioxide đã được phát hiện trong khí quyển Mặt Trăng. Máy quang phổ đặt trên Trái Đất đã phát hiện ra natri và kali, còn tàu quỹ đạo cũng đã tìm thấy các đồng vị phóng xạ của radon và poloni. Vào năm 2012, Tàu quỹ đạo do thám Mặt Trăng đã phát hiện ra khí heli. Bên cạnh đó, khi mặt trăng được hình thành do va chạm liên tục của các thiên thạch, nó đã nghiền thành đá kết dính bên dưới. Các vật chất được lấy mẫu từ lõi mặt trăng đều cho thấy bằng chứng cư trú trên bề mặt.

Các lớp của regolith bao gồm thiên thạch, hạt mặt trời và tia vũ trụ bị bắn phá. Còn các lớp bề mặt tiếp xúc chứa vật liệu mặt trời được cấy ghép, như khí hiếm và các nguyên tố được vận chuyển từ mặt trời trong gió mặt trời. Trong đá mặt trăng, oxy là nguyên tố hóa học phong phú nhất.

Con người có thể tạo ra khí oxy ngay trên mặt trăng 

Đất mặt trăng có thể hoạt động như một chất xúc tác cho quá trình quang hợp của người ngoài Trái đất để tạo ra oxy và nhiên liệu cần thiết

Nguyên liệu tại chỗ trên mặt trăng là cơ hội tuyệt vời để hỗ trợ cho các nhiệm vụ không gian

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ thiết kế một hệ thống sử dụng đất mặt trăng và bức xạ mặt trời, hai nguồn tài nguyên dồi dào nhất trên mặt trăng. Họ đã phân tích lớp đất mặt trăng do tàu vũ trụ Chang'e 5 của Trung Quốc mang về và phát hiện mẫu có chứa các hợp chất như các chất giàu sắt và giàu titan có thể hoạt động như một chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm mong muốn như oxy, bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời và carbon dioxide. Nó được gọi là chiến lược "Quang hợp ngoài trái đất".

Hệ thống này sẽ sử dụng đất mặt trăng để điện phân nước chiết xuất từ mặt trăng và vào khí thở của các phi hành gia thành oxy và hydro được cung cấp bởi ánh sáng mặt trời. Khí carbon dioxide mà cư dân mặt trăng thở ra cũng sẽ được thu thập và kết hợp với hydro từ quá trình điện phân nước trong quá trình hydro hóa được xúc tác bởi đất mặt trăng. Quá trình này sẽ tạo ra hydrocacbon như metan có thể được sử dụng làm nhiên liệu.

Sự tồn tại ngoài trái đất đã gần kề

Các nhà khoa học nói rằng, hệ thống này hoàn toàn không sử dụng năng lượng bên ngoài mà là ánh sáng mặt trời để sản xuất nước, oxy và nhiên liệu - những sản phẩm mong muốn có thể hỗ trợ sự sống trên mặt trăng. Nhóm cũng đang tìm kiếm cơ hội thử nghiệm hệ thống này trong không gian, có thể với các sứ mệnh phi hành đoàn trên Mặt Trăng của Trung Quốc.

Việc sử dụng tài nguyên môi trường tại chỗ sẽ giúp giảm thiểu trọng tải tên lửa và chiến lược này sẽ đưa ra một kịch bản khả thi cho một môi trường sống ngoài trái đất bền vững và không tốn kém. Mặc dù hiệu suất xúc tác của đất Mặt Trăng thấp hơn các chất xúc tác có sẵn trên Trái Đất, nhưng họ vẫn đang thử nghiệm các cách tiếp cận khác nhau để cải thiện thiết kế, chẳng hạn như nấu chảy đất Mặt Trăng thành một vật liệu entropy cao có cấu trúc nano, là chất xúc tác tốt hơn.

Đất trên Mặt Trăng hoặc các thành phần chiết xuất từ đất Mặt Trăng về cơ bản có thể làm giảm tải trọng và chi phí của tàu vũ trụ, do đó cải thiện tính khả thi và độ bền của sự tồn tại của con người với 'hiệu quả kinh tế cao, mang lại hy vọng cao cho các sứ mệnh có người lái trong tương lai.


>>> Trồng cây bằng đất trên Mặt Trăng.

Nguồn interesting

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác