Une impression d’artiste de ce à quoi pourrait ressembler une base lunaire. Les scientifiques qui étudient la possibilité d’utiliser les ressources lunaires pour faciliter l’exploration humaine sur la Lune ou au-delà ont signalé que le sol lunaire contient des composés actifs capables de convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en carburant. Crédit : ESA – P. Carril
Le sol lunaire contient des composés actifs qui peuvent convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en carburants, selon une nouvelle étude menée par des scientifiques chinois et publiée le 5 mai 2022 dans le journal. Joule. Ils cherchent actuellement à savoir si les ressources lunaires peuvent être utilisées pour faciliter l’exploration humaine sur la Lune ou au-delà.
Université de Nanjing Les scientifiques 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 rapporté par la sonde chinoise Chang’e 5.l’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 en utilisant la lumière solaire et le dioxyde de carbone.
Cette photographie montre un échantillon de sol lunaire rapporté par le vaisseau spatial chinois Chang’e 5. Crédit : Yingfang Yao
Sur la base de ces observations, 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 des astronautes en oxygène et en hydrogène grâce à la lumière du soleil. Le dioxyde de carbone expiré par les habitants de la lune est également recueilli et combiné à l’hydrogène provenant de l’électrolyse de l’eau au cours 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. Selon les chercheurs, cette stratégie n’utilise aucune énergie externe, si ce n’est la lumière du soleil, pour produire une variété de produits désirables tels que l’eau, l’oxygène et le carburant qui pourraient soutenir la vie sur une base lunaire. L’équipe cherche une occasion de tester le système dans l’espace, probablement dans le cadre des futures missions lunaires chinoises avec équipage.
Ce schéma montre comment le sol lunaire peut servir de catalyseur à la photosynthèse extraterrestre pour produire l’oxygène et les carburants nécessaires à la survie à long terme sur la lune. Crédit : Yingfang Yao
“Nous utilisons les 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”, explique Yao.
Bien que l’efficacité catalytique du sol lunaire soit inférieure à celle des catalyseurs disponibles sur Terre, Yao indique 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 de l’eau par voie photovoltaïque catalysée par le sol lunaire. Crédit : Yingfang Yao
Auparavant, les scientifiques ont proposé de nombreuses stratégies pour la survie extraterrestre. Mais la plupart des conceptions nécessitent des sources d’énergie provenant de la Terre. Par exemple, ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Mars rover brought an instrument that can use carbon dioxide in the planet’s atmosphere to make oxygen, but it’s powered by a nuclear battery onboard.
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.
