Mesterséges fotoszintézis – valódi oxigén
(Rovat: Új eszközök és anyagok, Emberes Mars-utazás? - 2023.06.25 07:15.)

Növények híján is kell oxigént termelni, ha a Holdon vagy a Marson szeretnénk dolgozni vagy megtelepedni.

A Földön bőségesen és nagy változatosságban állnak rendelkezésünkre a növényfajok. Ezek termelik az összes éltető oxigént, amelyre szükségünk van, hogy belélegezzük. A folyamat a fotoszintézis egyik fajtája, amikor élőlények a napfény energiáját felhasználva szervetlen anyagból szerves anyagot állítanak elő. A Földet elhagyva, a légkörön túlra utazva – például a Nemzetközi Űrállomáson (ISS), vagy a Holdon és a Mars felszínén – azonban nem hagyatkozhatunk a növényekre, magunknak kell megtermelnünk a szükséges oxigént.

Jelenleg az elektrolízis a legelterjedtebb módja annak, hogy vízből oxigént állítsanak elő, de ehhez a folyamathoz elektromos áramra van szükség. Több olyan módszer fejlesztése is folyik, amelyek a növényi fotoszintézist utánoznák, abban az értelemben, hogy a napfény felhasználásával oxigént termeljenek vízből. Egy friss, a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmány szerint ezek a Holdon, sőt a Marson is működőképesek lehetnek. Az ilyen fotoszintézis-utánzó berendezések fémes katalizátorokkal bevont félvezető anyagok felhasználásával vízből és napfényből állítanak elő oxigént, ezzel kerülve meg az elektromos energia termelésének szükségességét.

Jeges kráterbelső a Marson, 70,5° északi szélességnél és 103° keleti hosszúságnál. Az azóta sok helyen látható – annak idején az Űrvilágon is bemutatott – térhatású képet 2005. február 2-án készítette az Európai Űrügynökség (ESA) Mars Express űrszondájának nagyfelbontású sztereokamerája (HRSC). A kráter 35 km átmérőjű és a peremétől mérve kb. 2 km mély. A képen függőleges irányban háromszoros nyújtást végeztek. (Kép: ESA / DLR / FU Berlin, G. Neukum, CC BY-SA 3.0 IGO)

Mivel víz a Marson, valamint a Holdon a poláris vidékek állandóan sötét kráterbelsőiben is előfordul(hat) fagyott állapotban, a fotoelektrokémiai eljárásokkal megnyílik az út egy olyan alternatív eszköz kifejlesztéséhez, amellyel a jövő űrhajósai friss oxigént lélegezhetnek be a felderítő küldetések során. A kutatócsoport számításai szerint a módszer még a Marson is működne, ahol a napfény kevésbé intenzív, hiszen a vörös bolygó távolabb van a Naptól, mint a Föld. A napfény koncentrálására szolgáló egyszerű tükrök javítanák a folyamat hatásfokát, magasabb oxigéntermelést biztosítanának. Persze még évek kutatómunkája kell ahhoz, hogy a technológiát az űrben kipróbálják. Ezeknek a mesterséges fotoszintézist alkalmazó eszközöknek ugyanakkor szerepük lehet a jövőben itt a Földön is.