คณะนักวิทยาศาสตร์จากจีน ได้พัฒนาเทคนิคที่สามารถสกัดน้ำและผลิตออกซิเจนได้จากฝุ่นบนดวงจันทร์ โดยอาศัยเพียงพลังงานจากแสงอาทิตย์ นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่อาจปูทางไปสู่การตั้งถิ่นฐานระยะยาวของมนุษย์บนดวงจันทร์ในอนาคต
ผลงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ จูล (Joule) เผยว่าทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกง ณ เซินเจิ้น (The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen) และสถาบันอื่น ๆ ในจีน ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการที่เรียกว่า “การเร่งปฏิกิริยาด้วยความร้อนจากแสง” (Photothermal Catalysis) ซึ่งสามารถสกัดน้ำออกจากดินบนดวงจันทร์ หรือที่เรียกว่า เรโกลิธ (Regolith) และในขั้นตอนต่อเนื่องกันนั้น ยังสามารถเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นออกซิเจนสำหรับหายใจและเชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้อีกด้วย
กระบวนการดังกล่าวอาศัยแร่ธาตุที่มีอยู่แล้วในฝุ่นบนดวงจันทร์ โดยเฉพาะแร่อิลเมไนต์ (Ilmenite) ซึ่งเป็นสารประกอบของเหล็ก ไทเทเนียม และออกซิเจน เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตามธรรมชาติ นักวิจัยได้สาธิตกระบวนการนี้ในห้องปฏิบัติการโดยใช้ตัวอย่างดินจากดวงจันทร์ที่ยานสำรวจฉางเอ๋อ 5 (Chang’e 5) ของจีนเก็บกลับมายังโลก
หลักการทำงานคือการใช้แสงอาทิตย์เข้มข้น ส่องไปยังดินดวงจันทร์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น ซึ่งจะทำให้น้ำที่ถูกกักเก็บอยู่ในรูปของสารประกอบทางเคมีระเหยออกมาเป็นไอน้ำ จากนั้น ไอน้ำที่ได้จะถูกผสมกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งอาจมาจากลมหายใจของนักบินอวกาศ ภายในเครื่องปฏิกรณ์เดียวกัน โดยมีแร่อิลเมไนต์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ผลลัพธ์ที่ได้คือการแตกตัวของโมเลกุลน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ เกิดเป็นออกซิเจน ไฮโดรเจน และคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งล้วนเป็นทรัพยากรล้ำค่าสำหรับการสำรวจอวกาศ
แม้ว่าผลการทดลองในห้องปฏิบัติการจะประสบความสำเร็จอย่างงดงาม แต่การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้งานจริงบนดวงจันทร์ยังคงมีความท้าทายอยู่หลายประการ สภาพแวดล้อมบนดวงจันทร์นั้นสุดขั้วอย่างยิ่ง อุณหภูมิพื้นผิวมีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างช่วงกลางวัน สูงกว่า 120 องศาเซลเซียส และกลางคืนลดต่ำถึง -173 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ องค์ประกอบของดินบนดวงจันทร์ยังแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่
การพิสูจน์แนวคิดนี้ถือเป็นหมุดหมายสำคัญที่แสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนฝุ่นบนดวงจันทร์ให้กลายเป็นทรัพยากรที่จำเป็นต่อการดำรงชีพนั้นมีความเป็นไปได้ และอาจเป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยเปลี่ยนดวงจันทร์จากดินแดนรกร้างให้กลายเป็นสถานีเติมเสบียงสำหรับการเดินทางสำรวจอวกาศที่ไกลออกไปในยุคต่อไป
ข้อมูลอ้างอิง: Space. com
- Scientists extracted water and oxygen from moon dust using sunlight. Could it work on the lunar surface?
