Μια ερευνητική ομάδα από την Κίνα παρουσίασε πρόσφατα μια καινοτόμα μέθοδο εξαγωγής νερού και παραγωγής οξυγόνου και μεθανίου από το σεληνιακό έδαφος, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια. Το εύρημα τους υπόσχεται ένα σημαντικό βήμα προς την αυτάρκεια μελλοντικών βάσεων στη Σελήνη, ελαχιστοποιώντας την ανάγκη μεταφοράς προμηθειών από τη Γη.
Η μέθοδος αυτή βασίζεται σε ένα ενιαίο στάδιο όπου ηλιακή θερμότητα χρησιμοποιείται για να εξάγει νερό από το σεληνιακό ρεγόλιθο και ταυτόχρονα να καταλύει τη μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα, όπως αυτό που εκλύεται από την ανθρώπινη αναπνοή, σε οξυγόνο και μεθάνιο. Το σύστημα αυτό μειώνει την ενεργειακή σπατάλη, τη χρήση μηχανημάτων και το κόστος, σύμφωνα με την ομάδα του Lu Wang από το Chinese University of Hong Kong. Όπως δήλωσε ο ίδιος, «το μεγαλύτερο σοκ για εμάς ήταν ότι αυτή η ενοποιημένη προσέγγιση απέδωσε τόσο πρακτικά αποτελέσματα».
Το ζήτημα της βιωσιμότητας διατήρησης ζωής στη Σελήνη είναι κρίσιμο, καθώς η μεταφορά υλικών από τη Γη είναι εξαιρετικά δαπανηρή. Σύμφωνα με υπολογισμούς, μόνο η μεταφορά ενός γαλονιού νερού μπορεί να κοστίσει έως και 83.000 δολάρια. Αυτό καθιστά την τοπική αξιοποίηση σεληνιακών πόρων απαραίτητη προϋπόθεση για οποιοδήποτε πρόγραμμα μακροχρόνιας παραμονής.
Αν και το σεληνιακό περιβάλλον φαίνεται ξηρό, η Σελήνη διαθέτει νερό – έστω σε μικρές ποσότητες – παγιδευμένο σε σκιερούς, παγωμένους κρατήρες στους πόλους και σε μεταλλεύματα όπως η ιλλεμίτης. Η εξαγωγή του είναι εφικτή με θέρμανση του εδάφους μέσω συγκεντρωμένης ηλιακής ακτινοβολίας – μια διαδικασία που ήδη περιγράφεται σε διάφορες τεχνολογίες. Η καινοτομία της κινεζικής προσέγγισης είναι ότι το ρεγόλιθος δεν χρησιμοποιείται απλώς ως πηγή νερού, αλλά και ως καταλύτης στη χημική μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα σε χρήσιμα αέρια.
Ο Philip Metzger, φυσικός στο University of Central Florida, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, εκτιμά ότι η χρήση του σεληνιακού εδάφους ως καταλύτη είναι ενδιαφέρουσα, αλλά επιφυλάσσεται ως προς την πρακτική εφαρμογή της. Όπως σημειώνει, το σεληνιακό έδαφος είναι εξαιρετικά μονωτικό, καθιστώντας δύσκολη τη θέρμανση σε βάθος. Η ανατροπή του υλικού θα μπορούσε να βοηθήσει, αλλά εισάγει τεχνικές δυσκολίες και αυξάνει την πιθανότητα βλαβών λόγω σκόνης και ακραίων θερμοκρασιακών διακυμάνσεων.
Η αντίδραση επιτυγχάνεται θερμαίνοντας το ρεγόλιθο στους 200 βαθμούς Κελσίου ώστε να απελευθερωθεί το νερό. Στη συνέχεια, προστίθεται διοξείδιο του άνθρακα, προκαλώντας τη χημική μετατροπή σε οξυγόνο και μεθάνιο. Η διαδικασία δοκιμάστηκε σε εργαστήριο, χρησιμοποιώντας προσομοιωτή εδάφους βασισμένο σε δείγματα που επέστρεψε η αποστολή Chang’e 5. Τα αυθεντικά δείγματα είναι πολύτιμα και δεν χρησιμοποιούνται για τέτοιες δοκιμές. Άλλες μέθοδοι έχουν επιτύχει παρόμοιες αντιδράσεις, αλλά απαιτούν περισσότερα στάδια, περισσότερα εξαρτήματα και τη χρήση καταλυτών που πρέπει να μεταφερθούν από τη Γη. Το κινεζικό μοντέλο φαίνεται να υπερέχει σε απλότητα και αποδοτικότητα.
Ωστόσο, ένα από τα προβλήματα που επισημαίνουν και οι ίδιοι οι ερευνητές είναι η πηγή του διοξειδίου του άνθρακα. Ο ανθρώπινος οργανισμός δεν εκπέμπει αρκετό για να τροφοδοτεί πλήρως τη διαδικασία. Ο Metzger υπολογίζει ότι η εκπνοή των αστροναυτών θα παρείχε μόνο το 10% της απαιτούμενης ποσότητας. Η μεταφορά διοξειδίου από τη Γη θα ήταν ακριβή και θα υπονόμευε το βασικό πλεονέκτημα του συστήματος: την αυτάρκεια. Μακροπρόθεσμα, ίσως να συμφέρει η μεταφορά ειδικών καταλυτών από τη Γη που είναι πιο αποτελεσματικά. Παρότι το κόστος μεταφοράς είναι υψηλό, η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης τέτοιων υλικών θα μπορούσε να αντισταθμίσει την αρχική επένδυση.
Προς το παρόν, η τεχνολογία βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο, αλλά τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Το επόμενο βήμα θα είναι η δοκιμή της μεθόδου σε συνθήκες Σελήνης, όπου η βαρύτητα είναι ασθενέστερη, οι θερμοκρασίες ακραίες και η ηλιακή ακτινοβολία εντονότερη. Η πρόκληση είναι να αποδειχθεί ότι το σύστημα μπορεί να κλιμακωθεί και να λειτουργήσει με αξιοπιστία σε πραγματικές διαστημικές συνθήκες.
Με τις επόμενες αποστολές του προγράμματος Artemis της NASA να προγραμματίζονται για τα επόμενα χρόνια, η δοκιμή τέτοιων τεχνολογιών στη Σελήνη μπορεί να δώσει κρίσιμες απαντήσεις για το αν ο άνθρωπος μπορεί πραγματικά να ζήσει πέρα από τον πλανήτη του.
[via]
