اکتشاف ماه مدت‌هاست که محور توجه دانشمندان بوده است و با نزدیک‌تر شدن به رویای سکونت انسانی بر روی ماه، یافتن منابع پایدار اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
آب، که جزء حیاتی برای بقای انسان است، در مرکز این جستجو قرار دارد و تحقیق گسترده‌ای در مورد روش‌های نوآورانه برای تأمین آن در سطح ماه انجام شده است. اکنون تیم تحقیقاتی متعهدی ما را به تحقق این هدف بلندپروازانه نزدیک‌تر کرده است.
این تیم به رهبری پروفسور وانگ جونچیانگ از مؤسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE) آکادمی علوم چین (CAS) بوده است.
محققان استراتژی نوآورانه‌ای برای تولید آب به‌صورت مقیاس بزرگ در ماه توسعه داده‌اند، با استفاده از یک واکنش شیمیایی منحصر به فرد بین خاک ماه و هیدروژن درونی برای استخراج آب قابل استفاده.
تبدیل خاک ماه به آب
پروفسور وانگ گفت: «ما از نمونه‌های خاک ماه که توسط مأموریت چانگ‌ئی-۵ به زمین آورده شده بود، در مطالعه خود استفاده کردیم تا راهی برای تولید آب در ماه پیدا کنیم.» او بر اهمیت استفاده از مواد ماه واقعی برای اطمینان از قابل‌اعتماد بودن یافته‌هایشان تأکید کرد.
آزمایش‌ها نشان دادند که با گرم کردن خاک ماه به بالای ۱۲۰۰ کلوین با استفاده از آینه‌های مقعر ویژه، یک گرم خاک ذوب شده ماه می‌تواند بین ۵۱ تا ۷۶ میلی‌گرم آب تولید کند.
این به این معناست که یک تن خاک ماه می‌تواند بیش از ۵۰ کیلوگرم آب تولید کند، معادل حدود صد بطری ۵۰۰ میلی‌لیتری آب آشامیدنی.
چنین مقداری برای تأمین آب آشامیدنی کافی برای حدود ۵۰ نفر به مدت یک روز کامل کافی است، که عملی بودن این روش برای حمایت از زندگی انسانی در سطح ماه را نشان می‌دهد.
معدن کلیدی برای تولید آب در ماه
علاوه بر این یافته‌ها، محققان ایلمنیت ماه (FeTiO3) را به‌عنوان یک معدنی حیاتی برای استخراج آب شناسایی کردند.
این ماده معدنی، که در خاک ماه فراوان است، نشان داد که بیشترین مقدار هیدروژن نصب‌شده توسط بادهای خورشیدی را در میان مواد معدنی اصلی موجود در ماه دارد.
ساختار خاص شبکه‌ای آن، که تونل‌های زیر نانومتری را شامل می‌شود، به آن اجازه می‌دهد مقادیر زیادی هیدروژن را ذخیره کند که می‌تواند پس از گرم شدن خاک، آزاد شده و برای تولید آب استفاده شود.
این کشفیات انقلابی تأکید می‌کند که استفاده از منابع موجود در محل بر روی ماه نه تنها برای تأمین آب آشامیدنی بلکه برای سایر عملکردهای حیاتی نیز بسیار پتانسیل دارد.
پایداری زندگی در ماه
آبی که از طریق این روش نوآورانه تولید می‌شود، می‌تواند به‌طور الکتروشیمیایی به هیدروژن و اکسیژن تجزیه شود و منبع انرژی تجدیدپذیر و هوای تنفسی برای ساکنان آینده ماه فراهم کند.
این فرآیند برای پایداری طولانی‌مدت زندگی انسانی در ماه ضروری است و امکان ایجاد پایگاه‌های مستقل ماه را فراهم می‌کند.
تحقیقات تیم پروفسور وانگ درهای جدیدی را برای کاوش آب در ماه باز می‌کند و زمینه‌سازی برای ساخت ایستگاه‌های تحقیقاتی دائمی در ماه را فراهم می‌آورد.
این کار ما را یک قدم به تحقق رویای سکونت پایدار در ماه نزدیک‌تر می‌کند و نشان می‌دهد که با تکنولوژی و رویکرد مناسب، زندگی فراتر از زمین تنها یک خیال دور نیست بلکه آینده‌ای دست‌یافتنی است.
فراتر از تولید آب
پیامدهای این روش استخراج آب بسیار فراتر از تأمین آب آشامیدنی و اکسیژن تنفسی برای فضانوردان است. با بهره‌برداری مؤثر از آب در خاک ماه، این روش می‌تواند از جنبه‌های مختلفی از استعماری طولانی‌مدت ماه پشتیبانی کند.
به‌عنوان مثال، آب استخراج‌شده می‌تواند برای کشت گیاهان در گلخانه‌های ماه استفاده شود و منبع غذایی پایدار فراهم کند و کیفیت زندگی ساکنان آینده ماه را بهبود بخشد.
این نه تنها خودکفایی را تضمین می‌کند بلکه نیاز به حمل مقادیر زیادی از تأمین‌کننده‌ها از زمین را کاهش می‌دهد و هزینه‌ها و چالش‌های لجستیکی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
علاوه بر این، قابلیت تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن در ماه، فرصت‌های جدیدی برای تولید انرژی باز می‌کند.
هیدروژن می‌تواند در سلول‌های سوختی برای تولید برق استفاده شود، که به تأمین انرژی برای زیستگاه‌های ماه، ابزارهای علمی و وسایل کاوش کمک می‌کند. اکسیژنی که تولید می‌شود می‌تواند برای حمایت از تنفس انسان و ایجاد محیط زندگی امن‌تر استفاده شود.
این توسعه‌ها می‌تواند منجر به ایجاد حضور انسانی پایدارتر بر روی ماه شود و پایه‌گذاری برای مأموریت‌های آینده به مریخ و فراتر از آن را فراهم کند.
مطالعه در مجله The Innovation منتشر شده است.
