Viața pe Pământ își datorează existența fotosintezei - un proces vechi de 2,3 miliarde de ani. Această reacție extrem de fascinantă (și încă neînțeleasă pe deplin) permite plantelor și altor organisme să „culeagă” lumina soarelui, apa și dioxidul de carbon, transformându-le în oxigen și energie sub formă de zahăr.

Fotosinteza este o parte atât de strâns legată de funcționarea Pământului, încât a ajuns să ni se pară de la sine înțeleasă. Dar, pe măsură ce privim dincolo de planeta noastră în căutarea unor locuri pe care să le explorăm și pe care să ne stabilim, este evident cât de rar și de valoros este acest proces.

După cum a investigat o echipă de cercetători, într-o nouă lucrare publicată în Nature Communications, progresele recente în realizarea fotosintezei artificiale ar putea fi cheia pentru a supraviețui și a prospera departe de Pământ - deci pentru colonizarea spațiului.

Nevoia umană de oxigen face ca excursiile în spațiu să fie dificile. Constrângerile legate de combustibil limitează cantitatea de oxigen pe care o putem transporta cu noi, în special dacă dorim să facem călătorii pe distanțe lungi către Lună și Marte. O călătorie dus-întors spre Marte durează de obicei aproximativ doi ani, ceea ce înseamnă că nu putem trimite cu ușurință provizii și resurse de pe Pământ.

Există deja modalități de a produce oxigen prin reciclarea dioxidului de carbon pe Stația Spațială Internațională. Cea mai mare parte a oxigenului de pe ISS este obținut printr-un proces numit „electroliză", care utilizează electricitatea de la panourile solare ale stației pentru a descompune apa în hidrogen și oxigen gazos, pe care astronauții îl inspiră.
De asemenea, există un sistem separat care transformă dioxidul de carbon pe care astronauții îl expiră în apă și metan.

Dar aceste tehnologii sunt nesigure, ineficiente și greu de întreținut. Procesul de generare a oxigenului, de exemplu, necesită aproximativ o treime din energia totală necesară pentru a face să funcționeze întregul sistem al ISS.

Prin urmare, căutarea unor sisteme alternative care să poată fi utilizate pe Lună și în călătoriile spre Marte este în curs de desfășurare. Una dintre posibilități este aceea de a colecta energia solară (care este abundentă în spațiu) și de a o utiliza direct pentru producerea de oxigen și reciclarea dioxidului de carbon într-un singur dispozitiv. Singura altă resursă de folosit într-un astfel de dispozitiv ar fi apa - similar procesului de fotosinteză care are loc în natură.

Acest lucru este interesant, deoarece ar putea reduce greutatea și volumul sistemului - două criterii esențiale pentru explorarea spațială. Ar fi, de asemenea, și mai eficient.

Astfel, am putea folosi energia termică suplimentară eliberată în timpul procesului de captare a energiei solare direct pentru catalizarea (aprinderea) reacțiilor chimice - accelerându-le. În plus, cablajul complex și întreținerea ar putea fi reduse semnificativ.

Mai departe, în loc de clorofilă, care este responsabilă pentru absorbția luminii în plante și alge, aceste dispozitive utilizează materiale semiconductoare care pot fi acoperite direct cu catalizatori metalici simpli ce susțin reacția chimică dorită.

Analiza astronomilor arată că aceste dispozitive ar fi într-adevăr viabile pentru a completa tehnologiile existente de susținere a vieții, cum ar fi ansamblul generator de oxigen utilizat pe ISS. De asemenea, există și alte abordări. De exemplu, putem produce oxigen direct din solul lunar (regolit). Dar acest lucru necesită temperaturi ridicate pentru a funcționa.

Pe de altă parte, dispozitivele de fotosinteză artificială ar putea funcționa la temperatura camerei, la presiunile întâlnite pe Marte și pe Lună. Acest lucru înseamnă că ar putea fi utilizate direct în habitate și folosind apa ca resursă principală - un aspect deosebit de interesant având în vedere prezența potențială a apei înghețate în craterul lunar Shackleton, care este un loc de aterizare vizat de viitoarele misiuni lunare.

Pe Marte, atmosfera este compusă din aproape 96% dioxid de carbon - aparent ideală pentru un dispozitiv de fotosinteză artificială. Însă intensitatea luminii pe Planeta Roșie este mai slabă decât pe Pământ, din cauza distanței mai mari față de Soare.

Deci, ar putea acest lucru să reprezinte o problemă? Specialiștii au arătat că putem într-adevăr să folosim aceste dispozitive acolo, deși oglinzile solare devin și mai importante în acest context.

Așadar, sunt necesari mai mulți ani de cercetare intensă pentru a putea utiliza această tehnologie în spațiu. Copierea fragmentelor esențiale din fotosinteza din natură ne-ar putea oferi unele avantaje, ajutându-ne să le realizăm într-un viitor nu prea îndepărtat.

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: