Гонконг Кытай университетинин Шэньчжэнь филиалынын изилдөөчүлөрү Айдын топурагынан суу алуу боюнча жаңы технологияны иштеп чыгышып, аны лаборатория шарттарында ийгиликтүү сынап көрүштү.
Илимпоздор Айда адамдын жашап калышына жардам бериши мүмкүн болгон технологияны иштеп чыгышты. 16-июлда Cell Press басылмасына караштуу Joule журналында жарыяланган илимий изилдөөгө караганда, окумуштуулар Айдын топурагынан суу чыгарып, аны көмүр кычкыл газын кычкылтекке жана күйүүчү май үчүн химиялык заттарга айландыруу максатында колдонушкан.
Бул келечектеги космостук терең изилдөөлөр үчүн жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачышы, ага катар суу жана күйүүчү май сыяктуу маанилүү ресурстарды Айга Жерден ташып баруу зарылдыгын азайтышы ыктымал.
Гонконг Кытай университетинин Шэньчжэнь филиалынын (CUHK-Shenzhen) изилдөөчүлөрүнүн бул илимий жетишкендиги тууралуу Илимди илгерилетүү боюнча Америка ассоциациянын (AAAS) EurekAlert интернет порталы жазып чыкты.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1090785?
“Биз Айдын топурагы ушундай “сыйкырдуу күчкө” ээ экенин эч качан толук элестете алган эмеспиз. Бул интеграцияланган ыкманын кол менен кармала тургандай жыйынтык берип ийгиликке жетиши – биз үчүн эң чоң сюрприз болду. Айдан сууну алуу жана CO₂нин (көмүр кычкыл газы) фототермалдык катализин бир этапта бириктирүү – энергияны пайдалануунун натыйжалуулугун арттырып, инфраструктура куруудагы чыгымдар менен татаалдыктарды азайтышы мүмкүн”,- дейт изилдөөнүн башкы автору Лу Ван (Lu Wang).
Айды өздөштүрүүдөгү тоскоолдуктар
Дүйнөнүн Айды өздөштүрүүнү көздөгөн мамлекеттеринин космостук агенттиктери ондогон жылдан бери Айды андан алыскы космостук изилдөөлөр үчүн базалык станция катары колдонуу идеясын сунуштап жүрүшөт.
Бирок мындай базаны жашоочулар үчүн жетиштүү ресурстар, айрыкча суу менен камсыз кылуу зарылдыгы бул идеяны ишке ашыруу үчүн чоң тоскоолдук болуп келет.
Изилдөөгө ылайык, бир эле галлон (3.8 литр) сууну ракета менен Айга жеткирүүнүн баасы болжол менен 83,000 АКШ долларын түзөт, жана ар бир астронавт күнүгө орточо төрт галлон суу ичет.
Кытайдын ChangE-5 миссиясы Айдан буга чейин алып келген топурак үлгүлөрүнүн анализи Айдын бетинде суунун бардыгынын далилдерин көргөзгөн.
Изилдөөнүн авторлору бул келечектеги изилдөөчүлөргө Айдын табигый ресурстарын колдонуп, өз муктаждыктарын камсыздоого мүмкүнчүлүк берет деп эсептешет. Муну менен алар Жерден бул ресурстарды жеткирүүдөгү жогорку чыгымдардан жана логистикалык кыйынчылыктардан кача алышмак.
Бирок Айдын топурагынан суу алуу боюнча буга чейин иштелип чыккан ыкмалар көп сандагы энергияны талап кылган этаптарды камтыган жана көмүр кычкыл газын (CO₂) күйүүчү майга же башка зарыл болгон заттарга айлантууну караган эмес.
Жаңы изилдөөнүн лабораториялык жыйынтыгы
Гонконг Кытай университетинин Шэньчжэнь филиалынын Лу Ван (Lu Wang) баштаган окумуштуулар тобу буга чейинки изилдөөлөрдү өнүктүрүү үчүн бир эле учурда Айдын топурагынан сууну бөлүп алып, аны астронавттар дем аркылуу чыгарган CO₂ газын көмүртек оксидине (CO) жана суутекке айландыруу үчүн түздөн-түз колдонгон технологияны иштеп чыгышкан.
Бул заттар кийин күйүүчү май жана дем алуу үчүн керектүү кычкылтекти өндүрүүдө пайдаланылышы мүмкүн. Бул технология өз максатына жетиши үчүн күн нурун жылуулукка айланткан жаңы фототермалдык стратегия колдонулган.
Илимпоздор бул технологияны ChangE-5 миссиясы учурунда чогултулган Айдын топурагынын үлгүлөрү, ошондой эле жасалма Ай топурагы жана CO₂ газы менен толтурулган реактор аркылуу сынап көрүшкөн.
Реактор фототермалдык процессти жүргүзүү үчүн жарыкты топтогон системаны колдонгон. Команда фототермалдык активдүүлүктү өлчөө жана процесстин механизмдерин талдоо үчүн Айдын топурагындагы сууну камтыган минералдардын бири болгон оор кара минерал – ильменитти колдонушкан.
Авторлор белгилешкендей, бул технология лаборатория шарттарында ийгиликтүү болгону менен, Айдын кескин шарттары анын колдонулушун татаалдаштырат. Бул шарттарга катуу температуралык өзгөрүүлөр, күчтүү радиация жана төмөн гравитация кирет.
Ошондой эле, Айдын табигый топурагы курамы боюнча бир тектүү эмес келгендиктен, анын физикалык касиеттери туруктуу болбойт. Мындан тышкары, астронавттардын деминен бөлүнүп чыккан көмүр кычкыл газы (CO₂) алардын бардык керектөөлөрүнө – суу, күйүүчү май жана кычкылтекке толук жетишсиз болушу мүмкүн.
Профессор Лу Вандын айтымында, технологиялык чектөөлөр азыркыга чейин олуттуу тоскоолдук бойдон калууда, анткени каталитикалык процесстердин учурдагы натыйжалуулугу Жерден тышкары чөйрөдө адам жашоосун толук колдоого жетиштүү эмес болуп турат.
“Бул техникалык кыйынчылыктарды, ошондой эле иштеп чыгууга, ишке киргизүүгө жана эксплуатациялоого байланыштуу олуттуу чыгымдарды жеңүү – Айдагы сууну туруктуу пайдалануу жана космостук изилдөөлөрдү ишке ашыруу үчүн чечүүчү мааниге ээ болот”, – деп жазышат авторлор.
Адамды Айга кайтаруунун мерчемделген мөөнөттөрү
Айга адам жөнөтүүгө азыр бери дегенде үч мамлекет белсенип турат.
Тарыхтан белгилүү болгондой, өткөн кылымда АКШнын космос агенттиги- НАСАнын (NASA) Apollo программасынын алкагында, туңгуч эки астронавт Айдын бетине 1969-жылдын 20-июлунда түшүп, андан кийин 1972-жылдын аягына чейин бул алгачкы миссияны улай дагы беш каттам аткарылып, Айга жалпысынан 12 америкалык астронавт барып келген.
Бул кылымда НАСА Марс планетасына адам жөнөтүү үчүн Айда туруктуу база түзүүнү максат кылган Artemis программасын 2017-жылдан тарта расмий ишке киргизген.
Илим жана технология чөйрөсүнө адистешкен https://phys.org интернет порталынын жазганына караганда, “НАСАнын Айга кайтып келип, түштүк полюстун жанында туруктуу базаны түзүү максатындагы Artemis программасы бир нече ирет кечигүүлөргө дуушар болду. Анын адам жөнөтүү боюнча биринчи миссиясынын убактысы 2027-жылга жылдырылды, бирок SpaceX компаниясынын Starship учагы даяр эмес экендигине байланыштуу көптөр бул датаны да иш жүзүндө кыйын деп эсептейт. Ал эми Кытай адам кошулган биринчи миссиясын 2030-жылга пландап жатат жана акыркы жылдары өз мөөнөттөрүн сактоодо ийгиликтүү экени далилденди”.
АКШ менен Кытайдан тышкары буга чейин үч ирет космосттук аппараттарын жөнөткөн Индиянын да 2040-жылга карата Айга адам жиберүү мүдөөсү бар.
Марс планетасына жетүү үчүн туруктуу база түзүү көздөлгөн Ай менен Жердин аралыгы 384,5 миң чакырым болсо, Марс менен Жердин аралыгы орточо алганда 225 миллион чакырым.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Фототермалдык катализ – фотокатализ менен термокатализди айкалыштырып, жарык жана жылуулукту колдонуу аркылуу химиялык реакцияларды жакшыртуу ыкмасы. Жарык жана жылуулуктун энергиясын пайдалануу менен фототермалдык катализ белгилүү реакция механизмдерин активдештирип, реакциянын ылдамдыгын жана натыйжалуулугун жакшыртат. Бул ыкма энергияны конверттөө жана айлана-чөйрөнү тазалоо сыяктуу ар түрдүү колдонмолордо пайдаланылышы мүмкүн.
Каталитикалык натыйжалуулук – катализатор химиялык реакцияны канчалык жакшы ылдамдаткандыгын өлчөөчү көрсөткүч. Ал катализатор субстраттарды продуктыларга канча ылдамдыкта айлантат деген ылдамдык менен мүнөздөлөт жана көп учурда каталитикалык константа (kcat) менен өлчөнөт. Каталитикалык эффективдүүлүгү жогору болгон катализатор реакцияны натыйжалуу ылдамдатат дегенди билдирет.
Ильменит – титан менен темирди камтыган минерал, ал Айда кездешет. Бул минерал Айдагы келечектеги казуу иштер үчүн маанилүү булак, анткени андан сууну, кычкылды, темирди жана титанды алууга болот, ал материалдар Айда база куруу үчүн зарыл. Ильменит Айдагы башка минералдарга караганда аз чагылтуучу касиетке ээ болгондуктан, аны алыстан изилдөө ыкмалары менен аныктоо жана таануу кыйынчылык жаратат.
Көмүртек оксиди (CO) – түссүз, жытсыз жана даамсыз газ, көмүртек камтыган күйүүчү майлар толук күйбөгөндө пайда болот. Көмүртек оксиди менен суу буусу жогорку температурада бирге болгондо, алар суу-газ алмашуу реакциясы деп аталган процесс аркылуу реакцияга кирише алат. Бул реакция көмүртек оксидин жана сууны көмүртек диоксидине жана cуутекке айландырат.
Суутек (H2) – эң жөнөкөй жана Асманда эң көп таралган элемент, ошондой эле бардык газдардын ичинен эң жеңили. Ал түсүсүз, жытсыз жана даамсыз болуп, кадимки аба ырайы шарттарында газ түрүндө болот. Анын газдык формасы Жерде салыштырмалуу аз болсо да, ал суу жана органикалык бирикмелердин маанилүү курамы. Суутек жогорку энергиялуу мүнөзгө ээ.
ChangE-5 – Кытайдын Айды изилдөө программасындагы бешинчи жана Айдан үлгү алуу боюнча биринчи миссиясы. Ал 2020-жылы Айдын болжол менен 1731 грамм (61,1 унция) үлгүсүн (анын ичинде болжол менен 1 метр тереңдиктен алынган ядро үлгүсүн) жыйнап, Жерге алып келген.
Шилтемелер:
- Маалымат макала EurekAlert! Интернет порталындагы https://www.eurekalert.org/news-releases/1090785? маалыматтын негизинде жазылды.
- Маалымат макалага негиз болгон илимий изилдөө Joule журналында https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435125001874 жарыяланган.
- Сүрөт com cайтынан алынды, автору Jask Dong.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл Илим коомдук фонду даярдады.
