Basit Bir Cihaz Ay Toprağını Suya, Oksijene ve Yakıta Dönüştürdü
Çinli bilim insanları, “Çang’e-5” görevi sırasında toplanan Ay toprağı örneklerini kullanarak, Ay toprağından su elde edebilen ve astronotların solunumuyla çıkan karbondioksiti geri dönüştürebilen bir cihaz geliştirdiler. Güneş enerjisiyle çalışan bu kompakt sistemin gelecekte Ay’daki yerleşimlere su, oksijen ve yakıt sağlayabileceği düşünülüyor.
Ay uzun süredir insanlık için kalıcı bir üs kurma hedefiyle değerlendiriliyor. Ancak dünyadan kaynak taşımanın yüksek maliyeti ve zorlukları bu projeyi oldukça karmaşık hale getiriyor. Bu nedenle, bilim insanları, Ay yüzeyinde halihazırda bulunan malzemeleri kullanarak su, hava ve yakıt üretmenin yollarını araştırıyor.
Ay yüzeyini kaplayan regolit adı verilen toprak ve taş karışımı katman, içinde minerallere hapsolmuş az miktarda su barındırıyor. Ancak bu suyu çıkarmak oldukça fazla enerji gerektiriyor ve teknik olarak zor; özellikle Ay’ın aşırı koşullarında kullanımı pek kolay değil.
Hong Kong Çin Üniversitesi’nden Lu Wang liderliğindeki bir kimya ve mühendislik ekibi, bu soruna pratik bir çözüm önerdi.
Ekip, Ay toprağını ve astronotların solunumuyla oluşan karbondioksiti ham madde olarak kullanan, güneş enerjisiyle çalışan küçük bir cihaz geliştirdi. Deneylerde, 2020 yılında Çin’in “Çang’e-5” göreviyle Dünya’ya getirilen gerçek Ay örnekleri ve onların Dünya’daki benzerleri (bileşim ve doku bakımından Ay’a benzeyen materyaller) kullanıldı.
Cihazın çalışma prensibi oldukça basit: Güneş enerjisi regolitin sıcaklığını artırıyor ve bu sayede içindeki su (adsorbe olmuş ve minerallerle bağlı olan) buharlaşıyor ve toplanabiliyor. Ardından, su ile karbondioksit arasında kimyasal bir reaksiyon başlıyor. Bu süreçte Ay toprağı katalizör görevi görüyor.
Sonuçta üç önemli madde elde ediliyor: oksijen, hidrojen ve karbon monoksit. Oksijen solunum için, hidrojen ve karbon monoksit ise roket yakıtı bileşeni olarak kullanılabiliyor. Wang’a göre, bu kimyasal reaksiyonda kilit rolü ilmenit (FeTiO₃) adlı bir mineral oynuyor. Ay toprağında bolca bulunan bu mineral, güneş ışığı altında istenen reaksiyonları hızlandırıyor. Böylece, ekstra reaktifler veya karmaşık cihazlara ihtiyaç kalmadan süreç etkili bir şekilde gerçekleşiyor.
Ancak Wang, bu cihazın şimdilik yalnızca bir prototip olduğunu ve tam ölçekli, Ay kolonisini destekleyecek bir sisteme ulaşmanın halen büyük bir zorluk olduğunu kabul ediyor. Cihazın büyütülmesi ve pratik kullanım için elverişli hale getirilmesi; Ay’daki keskin sıcaklık farkları (gece -173 °C, gündüz +127 °C), atmosferin yokluğu, güçlü güneş radyasyonu ve düşük yerçekimi gibi koşullara karşı dayanıklı olması gerekiyor.
Ek olarak, Ay’da karbondioksit neredeyse hiç bulunmuyor. Bu gaz yalnızca astronotların soluduğu havadan elde edilebiliyor. Bu nedenle, cihaz yalnızca atıkların kaynak olarak geri kullanıldığı kapalı sistemlerde etkin çalışabiliyor.
Bununla birlikte, cihazın yalnızca güneş enerjisiyle çalışması ve Dünya’dan ağır ekipman taşımaya gerek kalmadan gerçek Ay toprağıyla işlem yapabilmesi, Ay bilimi ve keşfi için yeni bir dönemin kapılarını aralıyor.
