Ayda uzunmüddətli yaşayış üçün zəruri olan oksigen, hidrogen və karbonmonoksidi əldə etmək üçün Ay torpağından istifadə edilməsi ilə bağlı yeni bir araşdırma maraqlı nəticələr ortaya qoyub. Çinli alimlər tərəfindən "Joule" jurnalında dərc olunan məqalədə işıq və istilik texnologiyalarının birləşdirilməsinin effektiv nəticələr verdiyi təsdiqlənib. Araşdırmada bu sistemin real Ay torpağı nümunələri üzərində test edildiyi vurğulanır. Bu nümunələr Çinin Chang’E-5 missiyası tərəfindən geri qaytarılmışdı.

Ay səthindən oksigen və hidrogen əldə etmək, onları Yer kürəsindən gətirməkdən daha praktik və iqtisadi cəhətdən əlverişli görünür. Oksigen həyat dəstək sistemləri üçün vacibdir. Hidrogen isə raket yanacağı kimi istifadə edilə bilər və karbonmonoksidlə birləşdirilərək plastik və digər yanacaq növləri kimi faydalı məhsullar istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər.

Bu materialları əldə etmək üçün su, karbon qazı və katalizator tələb olunur. Ay torpağında su kiçik miqdarda mövcuddur və karbon qazı isə astronavtların nəfəs verməsi nəticəsində yaranır və bu prosesdə təkrar istifadə edilə bilər. Katalizator kimi Ay torpağında geniş yayılmış ilmenit mineralı seçilib. Bu mineralın fototermal texnologiya ilə birləşdirildiyi zaman effektiv nəticələr verdiyi araşdırmada göstərilib.

Fototermal metod bir neçə mərhələdən ibarətdir və bu proseslər bir sistemdə birləşdirilib. İlk növbədə Ay torpağından su çıxarılmalıdır. Ay torpağında su hidrogenlə bağlı birləşmələrdə, məsələn, hidroksil qruplarında və ya şüşədə molekul su kimi bağlanmış formada mövcuddur. Bu bağların qırılması üçün yüksək temperatur tələb olunur. Chang’E-5 nümunələrində bu temperaturun təxminən 430°C olduğu müəyyən edilib, bu isə Yer kürəsindəki qaynama nöqtəsindən xeyli yüksəkdir. Bu temperatur Ayın sərt boşluğunda birbaşa günəş işığına məruz qaldıqda belə əldə edilməsi çətin ola bilər. Bu məqsədlə reaksiya kameraları istilik örtüyü ilə əhatə olunub.

Su sərbəst buraxıldıqdan sonra fototermal kataliz prosesi başlayır. Bu mərhələdə ilmenit katalizator kimi istifadə edilir. İşıq və istilik enerjisi ilə ilmenitin elektronları hərəkətə gətirilərək daha yüksək enerji səviyyəsinə çıxarılır və elektronların valensiya bölgəsində boşluqlar yaranır. Bu boşluqlar yüksək oksidləşdirici xüsusiyyətə malikdir və suyu oksigen molekuluna və protona (hidrogen atomuna) çevrilməsinə səbəb olur. Hidrogen atomları isə elektronlarla qarşılıqlı təsirə girərək tanış H2 molekulunu yaradır. Eyni zamanda, karbon qazı molekulları oksidləşərək karbonmonoksid yaradılır və bu, daha sonra digər hidrokarbonların istehsalı üçün istifadə edilə bilər.

Bu proseslər yalnız bir reaksiya kamerasında, işıq, istilik, Ay torpağı və astronavtların nəfəsindən istifadə edilərək həyata keçirilir. Beləliklə, ənənəvi metodlardan fərqli olaraq enerji tələb edən mürəkkəb proseslərdən qaçınılır və Günəş enerjisi ilə bu proseslər idarə olunur.

Bununla belə, texnologiyanın inkişaf etdirilməsi üçün hələ də bəzi çətinliklər mövcuddur. Ay səthindəki kəskin temperatur dəyişiklikləri kimyəvi proseslərə ciddi təsir göstərə bilər, buna görə də istilik idarəetmə sistemləri lazımdır. Bundan əlavə, katalizatorun effektivliyi insan ehtiyaclarını tam ödəmək üçün kifayət qədər deyil və bu sahədə daha çox təkmilləşdirmə tələb olunur.

Ayda insanların yenidən ayaq basması qaçınılmaz görünür, lakin bu prosesin həyata keçirilməsi üçün hələ illər lazımdır. Bu müddət ərzində texniki problemlərin həlli üçün kifayət qədər vaxt mövcuddur və seçiləcək sistem Ayda yaşayış üçün vacib həyat dəstəyi infrastrukturu rolunu oynayacaq.