私たちが家から遠く離れた場所に住んでいるときにCO2を排除し、酸素を生成するためのすべての技術。ルカ・ロンゴによる詳細な分析
私たちは、私たちの生活様式を変え、エネルギーを持続可能な方法で生産し、二酸化炭素の増加を抑制し、気候変動を止める方法を学ぶために、あと数年残っています。私たちがそれを成し遂げなければ、私たちは地球を「単に」変えることができます。
地球を動き回れるようにするには、いくつかの小さな問題を解決する必要があります。月には大気がありません。水銀も同様で、温度は450°Cに達します。金星も380°Cの地獄で、97％のCO2と98倍の圧力で構成された大気を持っています。火星を除いて、他の惑星はすべて本当に邪魔になりません。しかし火星では、大気の95％がCO2で構成されており、平均気温は約-63°C、気圧は地球の10分の1です。ドライスーツを着て、シベリアのイヌイットのように包むと、数時間でも着ることができましたが、長生きする方法の問題はまだ解決されていません。
私たちが火星に植民地化しようとすると、あるいは少なくとも次の数世紀の間、他のより遠い惑星に植民地化しようとすると、宇宙船に乗って地球の周りの宇宙を旅して働くことを可能にした多くの技術を利用することができなくなります。宇宙ステーション。
特に、酸素を生成して二酸化炭素を除去するために、ここですでに提示したソリューションを使用することはできません。実際、これらすべての技術には、試薬の消費とそれらの廃棄物への変換が含まれます。地球につながるサプライチェーンが必要です。一方、火星への旅は最低150日から300日（5から10か月）かかり、両方の惑星の軌道が火星に近づくとき、私たちは2年ごとにしかそれを行うことができません。好奇心ローバーは、旅行に8ヶ月かかりました- 2011年から2012年の間-機会が速かったし、わずか7ヶ月で旅をカバーしながら、 -最後のNASAの探査車- - 2003年と2004年の間。 忍耐-に203日間移動した後捨てています2021年2月。
このために、将来の宇宙移民は何年もの間自分たちのために身を守る必要があります。彼らは、生成されたすべての廃棄物をその場で回収し、太陽、他の星、または人工融合のエネルギーのおかげで使用できる新しい材料にリサイクルするという厳格なサーキュラーエコノミーのルールに従って組織化することを余儀なくされます。
CO2を回収してコロニーの生息地から排除するために、国際宇宙ステーションで使用されている単純なスクラバー（二酸化炭素を除去する浄化装置）を使用することはできません。これは、内部二酸化炭素の吸収とそれに続く脱着の周期的なメカニズムがすでにCO2で飽和している火星の大気では、宇宙真空は機能しません。二酸化炭素を貴重な酸素と一酸化炭素に変換するMOXIEや、電解槽のおかげで呼吸によって放出された水蒸気を消費して酸素と水素に変換するサバティエサイクルなどの実験システムを試すことができます。後者は二酸化炭素と反応して、水とメタンという2つの貴重な分子を生成します。 CO2を除去するために、水と固体炭素を生成するボッシュ反応、水と一酸化炭素を生成する逆水性ガス交換反応、または最終的にはそれを変換する高電解温度など、他の技術が研究されています。酸素と一酸化炭素に。ごく最近の研究では、低温プラズマを使用してCO2を他の製品に変換することが提案されています。
これらすべての場合において、化学反応を「逆方向」に進めるためにエネルギー源が必要です。つまり、最も酸化され、安定しているため、エネルギーのない炭素の形態であるCO2を、酸化が少ない他の形態に変える必要があります。 。そしてより反応性があります。つまり、放出して使用できるエネルギーが含まれています。
いくつかの大きな問題に直面する必要があります。まず、火星は地球よりも太陽から遠く、そこに到達するための光エネルギーは1平方メートルあたり590ワットを超えないため、多くのソーラーパネルが必要になります。私たちの地球に到着する1000W / m2の。これらのパネルは頻繁な砂嵐に耐える必要があり、100 km / hの突風が表面から1000kmまで上昇し、湿度がないために強力な静電放電が発生します。これらの条件下では、外部条件にさらされた装置はすぐに摩耗し、入植者は生息地全体を危険にさらさないように、すぐに利用可能な材料で修理する必要があります。
このため、研究はまったく異なる解決策に向かっています。CO2を排除して酸素に変換するには、世界最古の技術を採用してみませんか？クロロフィル光合成に基づく空気リサイクルシステムを使用するためのいくつかの実験が進行中です。
アリゾナ州のBiosphere-2プロジェクトでは、8人のテラノート（入植者/農民に変身）が、180,000m3の密閉された人工生態系である巨大な温室に2年間住んでいました。しかし、火星には十分な光がありますか？火星協会は答えを見つけました：デボン島に建設された北極火星ステーション（カナダとグリーンランドの間、北緯75度、平均的な火星のものに匹敵する日射量と気温）で、6人の入植者の乗組員があなたができることを確認しましたトマトを育てます（もちろん温室で！）。
シベリアでは、BIOS-3プロジェクトが陸生植物よりも藻類を選択し、単一の宇宙入植者のO2 / CO2比のバランスを取るために、クロレラ藻類で満たされた315m3のバイオリアクターのみが必要であることを示しました。光合成用に最適化されたLEDライトを使用すると、1頭あたりわずか1.8kWの電力で十分です。多かれ少なかれ自宅のオーブンのようです。
私たちがどこにいるのかを知っている私たちを連れて行く宇宙船を設計している間、未来をホストする生物生息地の研究が続けられています…直接宇宙農民。
これは、Sat, 01 May 2021 05:40:07 +0000 の https://www.startmag.it/energia/co2-spazio-tecnologie/ で Start Magazine に公開された記事の自動翻訳です。