استخراج آب از خاک ماه: روش چین می‌تواند به تولید آب در مقیاس وسیع روی ماه منجر شود
جستجو برای منابع آبی روی ماه یکی از اولویت‌های اصلی فضانوردان بوده است. ماموریت‌های متعددی تاکنون به یافتن منابع طبیعی آب که می‌تواند به نفع تمدن انسانی روی خاک ماه باشد، پرداخته‌اند.
اکنون، دانشمندان در چین یک روش انقلابی برای تولید آب از خاک ماه معرفی کرده‌اند. روش آن‌ها از یک تن خاک ماه ۵۰ لیتر (۱۳ گالن) آب تولید می‌کند.
این روش پس از مشاهده نمونه‌های سنگ‌های ماه که توسط پروب چانگ‌ای-۵ در سال ۲۰۲۰ به زمین آورده شده بودند، توسعه یافته و به استخراج هیدروژن و اکسیژن از خاک در دماهای بسیار بالا وابسته است.
برخی مواد معدنی در خاک ماه مقدار زیادی هیدروژن ذخیره می‌کنند
روش توسط محققانی از مؤسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو، مؤسسه فیزیک کوماندار فرهنگستان علوم چین و دیگر موسسات توسعه یافته است.
تیم تحقیقاتی متوجه شد که برخی از مواد معدنی در خاک ماه - به ویژه معدن اکسید ایلمنیت - به دلیل قرار گرفتن دائمی در معرض بادهای خورشیدی میلیاردها سال، مقدار زیادی هیدروژن ذخیره می‌کنند. هنگامی که گرما داده می‌شود، هیدروژن با اکسیدهای آهن موجود در مواد معدنی واکنش شیمیایی داده و مقدار زیادی آب، آهن و سرامیک شیشه تولید می‌کند.
روش خاک ماه را تا ذوب شدن گرما می‌دهد تا آب تولید شود
مطالعه نشان داد که هنگامی که لایه بالایی خاک ماه بیش از ۱۲۰۰ کلوین با آینه‌های مقعر گرم می‌شود، یک گرم از خاک مذاب ماه می‌تواند ۵۱ تا ۷۶ میلی‌گرم آب تولید کند.
به عبارت دیگر، یک تن خاک ماه می‌تواند بیش از ۵۰ کیلوگرم آب تولید کند که برابر با حدود صد بطری ۵۰۰ میلی‌لیتری آب آشامیدنی است. این مقدار آب کافی است برای مصرف ۵۰ نفر در یک روز.
ایلمنیت ماه بالاترین مقدار هیدروژن بادخورشیدی را دارا است
علاوه بر این، ایلمنیت ماه (FeTiO3) بالاترین مقدار هیدروژن باد خورشیدی را بین پنج مواد معدنی اصلی در خاک ماه دارد که به دلیل ساختار شبکه‌ای ویژه خود با تونل‌های نانومتری تشکیل شده است.
برای توسعه این روش، دانشمندان از میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا برای تحلیل خاک ماه استفاده کردند. محصول جانبی این فرآیند، آهن است که می‌تواند به عنوان ماده اولیه برای توسعه تجهیزات الکترونیکی روی ماه مورد استفاده قرار گیرد در حالی که خاک مذاب ماه می‌تواند برای توسعه پایگاه‌های تحقیقاتی ماه استفاده شود.
نتایج تحقیقات اکتشافات ماه پیشین مانند ماموریت‌های آپولو و چانگ‌ای-۵ حضور گسترده آب روی ماه را نشان داده‌اند.
هیدروژن نگهداری شده در لایه بالایی ماه منبع مهمی برای به دست آوردن آب روی ماه است
اما محتوای آب در مواد معدنی ماه بسیار کم است، از 0.0001٪ تا 0.02٪. استخراج و استفاده از آب در محل روی ماه همچنان چالش برانگیز است.
نتایج این تحقیق که در مجله The Innovation منتشر شده است، شامل آزمایش‌های حرارتی in situ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بود و تشکیل همزمان بلورهای Fe و حباب‌های H2O را نشان داد.
تشعشعات الکترونی واکنش ردوکس درونی را تسریع می‌کند که برای درک توزیع OH روی ماه مفید است.
«یافته‌های ما نشان می‌دهند که هیدروژن نگهداری شده در خاک ماه منبع چشم‌گیری برای به دست آوردن H2O روی ماه است و این به ایجاد پایگاه تحقیقاتی علمی روی ماه کمک می‌کند»، گزارش دادند محققان.
