वैज्ञानिक चांद की धूल से ऑक्सीजन बनाने की विधि लेकर आए हैं

Scientists at the European Space Agency say they have found a way of making oxygen from moon dust that contains 40–45% percent oxygen.

वैज्ञानिक चांद की धूल से ऑक्सीजन बनाने की विधि लेकर आए हैं, चंद्रमा को ठीक, नाजुक धूल में कवर किया जाता है जिसे रेजोलिथ कहा जाता है जो बिल्कुल हर चीज से चिपक जाता है और सभी प्रकार की तकनीकी समस्याओं का कारण बनता है। लेकिन यह एक प्रचुर संसाधन है, और इसका उपयोग करने की योजना में इसे लेज़रों के साथ पिघलाना शामिल है ताकि 3 डी प्रिंटिंग के लिए उपयोग किया जा सके या इसे आवासों के निर्माण के लिए ईंटों में पैक किया जा सके । अब, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) मुश्किल पदार्थ के लिए एक अलग उपयोग के साथ आई है: इसे ऑक्सीजन में बदलना जो चंद्र खोजकर्ताओं द्वारा सांस लेने और ईंधन के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

मून रेजोलिथ को वजन के हिसाब से लगभग 40 से 50% ऑक्सीजन के रूप में जाना जाता है, लेकिन यह आक्साइड के रूप में बाध्य है, इसलिए यह तुरंत उपयोग योग्य नहीं है। यूरोपीय अंतरिक्ष अनुसंधान और प्रौद्योगिकी केंद्र (ईएसटीईसी) के शोधकर्ताओं ने पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस नामक तकनीक का उपयोग करके इस ऑक्सीजन को निकालने के तरीकों की जांच की है। रेजोलिथ को पिघला हुआ कैल्शियम क्लोराइड नमक के साथ एक धातु की टोकरी में रखा जाता है और उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, फिर एक विद्युत प्रवाह इसके माध्यम से पारित किया जाता है ताकि ऑक्सीजन को निकाला जा सके। इस पद्धति का एक बोनस यह है कि यह उप-उत्पाद के रूप में उपयोग करने योग्य धातु मिश्र धातुओं का भी उत्पादन करता है।

मून बेस में गतिविधियों की कलाकार छाप। सौर कोशिकाओं से बिजली उत्पादन, ग्रीनहाउस में खाद्य उत्पादन और मोबाइल 3 डी प्रिंटर-रोवर्स का उपयोग करके निर्माण।

यह तकनीक मूल रूप से कंपनी मेटलिसिस द्वारा विकसित की गई थी, जो धातु मिश्र धातुओं को निकालने का एक तरीका चाहता था और ऑक्सीजन को उप-उत्पाद मानता था। लेकिन वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि वे चंद्रमा की खोज के लिए तकनीक को लागू कर सकते हैं। "मेटलिसिस में, प्रक्रिया द्वारा उत्पादित ऑक्सीजन एक अवांछित उत्पाद है और इसके बजाय कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड के रूप में जारी किया जाता है, जिसका अर्थ है कि रिएक्टरों को ऑक्सीजन गैस का सामना करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है," पीएच.डी. ग्लासगो विश्वविद्यालय के छात्र बेथ लोमैक्स ने एक बयान में समझाया । “इसलिए हमें ईएसटीईसी संस्करण को फिर से डिज़ाइन करना होगा ताकि मापने के लिए ऑक्सीजन उपलब्ध हो सके। लैब टीम इसे स्थापित करने और सुरक्षित रूप से संचालित करने में बहुत मददगार थी। ”

अब शोधकर्ता इस बात पर विचार कर रहे हैं कि ये धातु मिश्र धातुएं चंद्र खोजकर्ताओं के लिए भी उपयोगी हो सकती हैं। "उत्पादन प्रक्रिया अलग-अलग धातुओं की एक उलझन के पीछे छोड़ देती है," ईएसए के शोध साथी एलेक्जेंडर मेयर्स ने कहा। “और यह शोध का एक और उपयोगी तरीका है, यह देखने के लिए कि उनमें से सबसे उपयोगी मिश्र धातुएं कौन सी हैं, और उनसे किस तरह के अनुप्रयोग लगाए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, क्या वे सीधे 3 डी प्रिंटेड हो सकते हैं या उन्हें रिफाइनिंग की आवश्यकता होगी? धातुओं का सटीक संयोजन इस बात पर निर्भर करेगा कि चंद्रमा पर रेजोलिथ का अधिग्रहण कहां से किया गया है - महत्वपूर्ण क्षेत्रीय अंतर होंगे। "

11 दिसंबर 1972 - वैज्ञानिक-अंतरिक्ष यात्री हैरिसन एच। श्मिट ने वृषभ-लिट्रो लैंडिंग स्थल पर पहले अपोलो 17 अतिरिक्त गतिविधि (ईवीए) के दौरान स्टेशन 1 पर चंद्र रेक नमूने एकत्र किए।

नासा का चार्ज-विच्छेद पेंट एक धूल भरी समस्या का संभावित समाधान प्रदान करता है

चंद्र लैंडिंग की एक चुनौती इतनी छोटी है कि आप इसके बारे में सोच भी नहीं सकते हैं - चंद्रमा धूल। इसके बावजूद या शायद - इसके छोटे आकार के कारण, चंद्रमा की सतह को ढंकने वाली बारीक धूल इलेक्ट्रॉनिक्स को गम करने से लेकर पूरी तरह से हर चीज से चिपके रहने तक कई तकनीकी समस्याओं का कारण बनती है। यह अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य के लिए संभावित रूप से हानिकारक है ।

अब, नासा एक ऐसा समाधान लेकर आया है जो धूल की समस्या को कम करने में मदद कर सकता है। इसने उपग्रह घटकों पर उपयोग के लिए एक नई कोटिंग विकसित की है, जो परमाणु रंग के डिपोशन नामक तकनीक का उपयोग करते हुए इंडियम टिन ऑक्साइड की एक अत्यंत पतली परत को लागू करता है, जो सूखे रंग रंजक पर विद्युत आवेशों को भंग करता है। फिर, पेंट को विद्युत प्रभार के निर्माण से बचाने के लिए उपग्रह घटकों पर लागू किया जा सकता है। कोटिंग का परीक्षण करने के लिए, चित्रित वेफर्स को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर प्लाज्मा के साथ बमबारी किया जा रहा है, यह देखने के लिए कि वे कैसे पकड़ते हैं।

यह तकनीक लगभग किसी भी आकार के घटकों के लिए काम करती है, और इसे चंद्र अन्वेषण घटकों पर भी लागू किया जा सकता है। चंद्रमा की धूल समस्या आंशिक रूप से प्लाज्मा के कारण होती है, क्योंकि यह सूर्य से पराबैंगनी विकिरण है जो प्रत्येक धूल कण को ​​सकारात्मक रूप से चार्ज करता है और उन्हें हर चीज से चिपका देता है। इसलिए यह शोधकर्ताओं के सामने आया कि उनकी तकनीक को चंद्रमा रोवर्स और स्पेसशिप पर भी लागू किया जा सकता है।

"हम चंद्र धूल की जांच अध्ययन का एक संख्या का आयोजन किया है," बिल फैरेल, एक ऐसा संगठन जो चंद्र वातावरण का अध्ययन करता है के नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में एक वैज्ञानिक और सिर, एक में विस्तार से बताया बयान । “एक महत्वपूर्ण खोज स्पेससूट्स और अन्य मानव प्रणालियों के बाहरी त्वचा को प्रवाहकीय या विघटनकारी बनाना है। हम, वास्तव में, प्लाज्मा के कारण अंतरिक्ष यान पर सख्त चालकता की आवश्यकताएं हैं। स्पेससूट्स पर भी यही विचार लागू होते हैं। एक भविष्य का लक्ष्य तकनीक के लिए प्रवाहकीय त्वचा सामग्री का उत्पादन करना है, और यह वर्तमान में विकसित किया जा रहा है। "

अनुसंधान टीम अब चार्ज-विघटन वर्णक की अधिक मात्रा बनाने के लिए एक बड़ा ओवन का निर्माण करेगी, और फिर वे अधिक परीक्षण के लिए स्पेससूट सामग्री को कोटिंग लागू कर सकते हैं। आखिरकार, वे रोवर सतहों जैसे बड़े क्षेत्रों में भी समान कोटिंग लागू करने में सक्षम हो सकते हैं।

लेजर के साथ pesky चंद्र धूल को पिघलाने से चंद्रमा पर 3 डी प्रिंटिंग उपकरण सक्षम होते हैं

चाँद पर कार्रवाई में एक कलाकार की अवधारणा MOONRISE तकनीक। वाम, चंद्र मॉड्यूल ALINA; दाईं ओर, रोवर MOONRISE तकनीक के साथ - लेजर पर स्विच किया गया, जिससे चंद्रमा की धूल पिघल गई।

चंद्र अभियानों के लिए धूल एक बड़ी समस्या है। न केवल चंद्रमा की धूल अंतरिक्ष यात्री के स्वास्थ्य के लिए हानिकारक साबित हो सकती है , बल्कि यह उपकरणों को भी गम करती है और विभिन्न प्रकार की तकनीकी समस्याओं का कारण बनती है। लेकिन अब जर्मनी के वैज्ञानिक धूल का इस्तेमाल करने का विचार लेकर आए हैं: इसे लेजर से पिघलाकर इसका इस्तेमाल थ्री-प्रिंट टूल्स और उपकरणों के लिए किया जा रहा है।

यह अविश्वसनीय रूप से पर्याप्त है, बॉन्ड खलनायक की साजिश नहीं बल्कि चंद्र वातावरण में सामग्री के निर्माण के लिए एक वास्तविक सुझाव है। क्योंकि चंद्रमा पर उपकरण का परिवहन इतना महंगा है, मांग पर जो भी प्रिंट करने की क्षमता है वह बेहद फायदेमंद होगा।

विचार MOONRISE नामक एक प्रणाली का उपयोग करने के लिए है जिसका वजन सिर्फ तीन किलोग्राम (6.6 पाउंड) है और यह केवल एक बड़े रस पैकेट का आकार है। डिवाइस एक लेजर का उपयोग करके चंद्र सामग्री को पिघला सकता है और उन्हें नई संरचनाओं में आकार दे सकता है। अब के लिए, मुद्रण का प्राथमिक उद्देश्य भवन निर्माण संरचनाओं के लिए ईंट जैसी सरल वस्तुओं का निर्माण करना होगा । भविष्य में, प्रौद्योगिकी को बड़े और अधिक जटिल वस्तुओं के निर्माण की अनुमति देने के लिए बढ़ाया जा सकता है।

वैज्ञानिक एक प्रयोगशाला में ऐसी सामग्री के साथ तकनीक पर काम कर रहे हैं जो चंद्र मिट्टी के समान संभव है। लेकिन यह देखने के लिए कि क्या यह व्यवहार में काम करेगा, डिवाइस को वास्तविक चंद्र वातावरण में परीक्षण करने की आवश्यकता है।

इसका उद्देश्य जर्मन PTScientists चंद्र मिशन के 2021 के प्रक्षेपण के लिए तकनीक तैयार करना है। यह एक नई तकनीक के लिए एक महत्वाकांक्षी समयरेखा है। लेज़र ज़ेंट्रम हनोवर के प्रोफेसर लुडेर ओवरमेयर ने एक बयान में कहा, "प्रक्रिया को सुरक्षित बनाने के लिए, वज़न के बजट को ध्यान में रखते हुए उचित लेजर का परीक्षण करने के लिए समय बहुत कम है ।" "लेकिन केवल असंभव कोशिश करने वालों के पास इसे हासिल करने का मौका है।"

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि प्रौद्योगिकी के संभावित लाभ चुनौती को पूरा करने का प्रयास करते हैं। फॉक्सवैगन फाउंडेशन के महासचिव डॉ। विल्हेम क्रुल्ल ने कहा, 'फंडलैक्टली नई अंतर्दृष्टि अक्सर तभी मिल सकती है, जब वैज्ञानिक और उनके समर्थक जोखिम लेने को तैयार हों।' "भले ही प्रयोगों का परिणाम अभी भी स्पष्ट नहीं है, नींव पूरी तरह से एक जैसे साहसी अनुसंधान विचारों के लिए रास्ता तय करना चाहता है।"

अंतरिक्ष यात्री एक दिन घर से दूर घर बनाने के लिए चाँद-धूल ईंटों का उपयोग कर सकते हैं

एक नए घर का निर्माण करना और एक ऐसा डिज़ाइन पनपना, जो आपके पड़ोसियों को बैठने और ध्यान देने में मदद करेगा? 3 डी-प्रिंटेड सिंथेटिक चंद्रमा-धूल ईंटों से बाहर निर्माण करना, केंद्रित धूप का उपयोग करके पके हुए, चाल करना चाहिए!
अंतरिक्ष-आयु चिनाई डीएलआर जर्मन एयरोस्पेस सेंटर द्वारा कोलोन में अपने सौर भट्ठी सुविधा पर बनाई गई थी। इसमें नकली चंद्र सामग्री लेना और इसे एक कस्टम भट्टी में पकाना शामिल है, जो एक ही उच्च तापमान वाले बीम में सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए 147 घुमावदार दर्पणों का उपयोग करता है, जो मिट्टी को एक साथ पिघलने में सक्षम है।

यह सब एक 3D प्रिंटर टेबल पर किया जाता है , जहाँ चाँद की धूल की क्रमिक 0.1 मिमी परत को 1,800 डिग्री F पर एक बड़े पैमाने पर बेक किया जा सकता है। एक सिंगल 20 x 10 x 3 सेमी ईंट को पूरा होने में लगभग पाँच घंटे लगते हैं।

वास्तविक चंद्र मिट्टी की कमी के कारण, डेमो में उपयोग की जाने वाली चंद्रमा धूल स्थलीय ज्वालामुखी सामग्री पर आधारित थी, जिसे इस तरह से संसाधित किया गया था कि यह वास्तविक चंद्रमा धूल की संरचना और अनाज के आकार की नकल करने की अनुमति देता था।

यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी में उन्नत विनिर्माण इंजीनियर, डॉ। अदवनीत मकाया ने कहा, "इन परीक्षणों में इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री JSC-2A चंद्र मिट्टी की उपमा है।" "जर्मन एयरोस्पेस सेंटर में हमारे ठेकेदार ने रासायनिक संरचना, अनाज के आकार के वितरण, घनत्व और पिघलने के व्यवहार के संदर्भ में कुछ विश्लेषण किया है, और हमने अपोलो मिशन के नमूनों के डेटा के साथ परिणामों की तुलना की है, और जेएससी -1 ए के साथ विकसित सिमेन्टैंट द्वारा नासा। उन दो संदर्भों के साथ मैच बहुत अच्छा पाया गया। ”

मोटे तौर पर, ऐसा लगता है कि सूरज उत्तरी यूरोप में असली चाँद की धूल की तरह दुर्लभ हो सकता है - बादलों के दिनों के लिए क्सीनन लैंप की एक सरणी जोड़कर शोधकर्ताओं को अपने सौर भट्ठा को संशोधित करने की आवश्यकता होती है। ये क्सीनन लैंप समान लैंप हैं जो आमतौर पर फिल्म प्रोजेक्टर में उपयोग किए जाते हैं।

हालांकि हमने भविष्य के घरों में इस्तेमाल की जा रही ईंटों के बारे में ऊपर मजाक किया था, वास्तव में आविष्कारकों के पास योजनाबद्ध तरीके से कुछ और आगे बढ़ने की योजना है। विशेष रूप से, ईंटें हमारे वातावरण से परे भारी निर्माण सामग्री को खोले बिना, अंतरिक्ष में भविष्य के निर्माण में मदद करेंगी।

"ये ईंटें केवल चंद्र मिट्टी और केंद्रित धूप का उपयोग करके 3-आयामी वस्तुओं को मुद्रित करने की अवधारणा को साबित करती हैं," मकाया जारी रखा। "पिछले अध्ययनों ने या तो एक बांधने की मशीन का इस्तेमाल किया - जिसे मिट्टी से पाउडर को मजबूत करने के लिए पृथ्वी से लाया जाना चाहिए - या ऊर्जा का एक अतिरिक्त स्रोत, जैसे कि लेजर या माइक्रोवेव। यहां विकसित दृष्टिकोण पृथ्वी से सामग्री या जटिल उपकरण लाने की आवश्यकता को काफी कम कर देता है। यह संरचनाओं या हार्डवेयर के निर्माण के लिए स्थानीय संसाधनों का उपयोग करने का एक स्थायी तरीका प्रदान करता है। ”

परियोजना के लिए अगला एक यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित अभ्यास है जिसमें चंद्र पर्यावरण के लिए वस्तुओं की जटिलता को बढ़ाना शामिल होगा