Искусственный фотосинтез - ключ к жизни за пределами Земли
Жизнь на Земле обязана своим существованием фотосинтезу — процессу, которому 2,3 миллиарда лет. Эта чрезвычайно увлекательная (и до сих пор не до конца изученная) реакция позволяет растениям и другим организмам собирать солнечный свет, воду и углекислый газ, превращая их в кислород и энергию в виде сахара. Фотосинтез настолько неотъемлемая часть функционирования Земли, что мы принимаем его как должное. Но когда мы смотрим за пределы нашей планеты в поисках мест для исследования и поселения, становится очевидным, насколько редким и ценным является этот процесс. Как мы с коллегами исследовали в новой статье, опубликованной в Nature Communications, недавние достижения в создании искусственного фотосинтеза вполне могут стать ключом к выживанию и процветанию вдали от Земли.
Потребность человека в кислороде затрудняет космические путешествия. Ограничения по топливу ограничивают количество кислорода, которое мы можем взять с собой, особенно если мы хотим совершить дальние путешествия на Луну и Марс. Путешествие на Марс в один конец обычно занимает порядка двух лет, а это означает, что мы не можем легко отправлять запасы ресурсов с Земли. Уже есть способы производить кислород путем переработки углекислого газа на Международной космической станции. Большая часть кислорода на МКС поступает в результате процесса, называемого «электролиз», в котором электричество от солнечных панелей станции используется для разделения воды на газообразный водород и газообразный кислород, которыми дышат астронавты. На ней также есть отдельная система, преобразующая углекислый газ, которым дышат астронавты. в воду и метан.
Но эти технологии ненадежны, неэффективны, тяжелы и сложны в обслуживании. Процесс генерации кислорода, например, требует около одной трети всей энергии, необходимой для работы всей системы МКС, поддерживающей «экологический контроль и жизнеобеспечение». Поэтому поиск альтернативных систем, которые можно было бы использовать на Луне и в полетах на Марс, продолжается. Одна из возможностей состоит в том, чтобы собирать солнечную энергию (которой в космосе предостаточно) и напрямую использовать ее для производства кислорода и рециркуляции углекислого газа только в одном устройстве. Единственным другим входом в такое устройство будет вода — подобно процессу фотосинтеза, происходящему в природе. Это позволит обойти сложные установки, в которых два процесса сбора света и химического производства разделены, как на МКС.
Это интересно, поскольку может уменьшить вес и объем системы — два ключевых критерия для освоения космоса. Но это было бы и эффективнее. Мы могли бы использовать дополнительную тепловую (тепловую) энергию, выделяющуюся в процессе улавливания солнечной энергии, непосредственно для катализа (зажигания) химических реакций, тем самым ускоряя их. Более того, сложная проводка и техническое обслуживание могут быть значительно сокращены. Мы разработали теоретическую основу для анализа и прогнозирования производительности таких интегрированных устройств «искусственного фотосинтеза» для приложений на Луне и Марсе. Вместо хлорофилла, отвечающего за поглощение света растениями и водорослями, в этих устройствах используются полупроводниковые материалы, на которые можно наносить непосредственно простые металлические катализаторы, поддерживающие желаемую химическую реакцию.
Наш анализ показывает, что эти устройства действительно могли бы дополнить существующие технологии жизнеобеспечения, такие как блок генератора кислорода, используемый на МКС. Это особенно актуально в сочетании с устройствами, которые концентрируют солнечную энергию для обеспечения реакции (в основном это большие зеркала, которые фокусируют падающий солнечный свет). Есть и другие подходы. Например, мы можем производить кислород непосредственно из лунного грунта (реголита). Но для этого нужны высокие температуры. Устройства искусственного фотосинтеза, с другой стороны, могут работать при комнатной температуре и давлениях, характерных для Марса и Луны. Это означает, что их можно использовать непосредственно в местах обитания и использовать воду в качестве основного ресурса.
Это особенно интересно, учитывая оговоренное присутствие ледяной воды в лунном кратере Шеклтона, который является предполагаемой площадкой для посадки в будущих лунных миссиях. На Марсе атмосфера почти на 96% состоит из углекислого газа, что кажется идеальным для устройства искусственного фотосинтеза. Но интенсивность света на красной планете слабее, чем на Земле из-за большего расстояния от Солнца. Так не будет ли это проблемой? Мы фактически рассчитали интенсивность солнечного света, доступную на Марсе. Мы показали, что действительно можем использовать эти устройства там, хотя солнечные зеркала становятся еще более важными. Эффективное и надежное производство кислорода и других химических веществ, а также утилизация углекислого газа на борту космических кораблей и в местах обитания — это огромная проблема, которую нам необходимо решить для долгосрочных космических миссий.
Существующие системы электролиза, работающие при высоких температурах, требуют значительных затрат энергии. А устройства для преобразования углекислого газа в кислород на Марсе все еще находятся в зачаточном состоянии, независимо от того, основаны они на фотосинтезе или нет. Поэтому необходимо несколько лет интенсивных исследований, чтобы использовать эту технологию в космосе. Копирование основных фрагментов природного фотосинтеза может дать нам некоторые преимущества, помогая реализовать их в недалеком будущем. Доходы были бы огромными. Например, мы могли бы создать искусственную атмосферу в космосе и производить химические вещества, необходимые для долгосрочных миссий, такие как удобрения, полимеры или фармацевтические препараты.
Кроме того, идеи, которые мы получаем при разработке и производстве этих устройств, могут помочь нам решить проблему экологически чистой энергии на Земле. Нам повезло, что у нас есть растения и водоросли для производства кислорода. Но устройства искусственного фотосинтеза можно использовать для производства топлива на основе водорода или углерода (вместо сахаров), открывая зеленый путь для производства богатых энергией химических веществ, которые мы можем хранить и использовать в транспорте. Исследование космоса и наша будущая энергетическая экономика имеют очень похожую долгосрочную цель: устойчивость. Устройства искусственного фотосинтеза вполне могут стать ключевой частью его реализации.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - 02.11.2026 (1000)
03.11.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астронавт предупреждает о войне в космосе

Богатый металлами газ вокруг черной дыры

Выпустили автономера с изображением криптидов

Демократы планируют создать комитет по НЛО

Желание взять под контроль вопрос о НЛО

Загадочные пожары преследуют семью в Зимбабве

История тестирования IQ важна для сферы ИИ

Как неполное понимание стимулирует научный прогресс

Как общества добиваются успеха или терпят крах

Мозг может создавать экстрасенсорные моменты

Нечто загадочное летело в сторону МКС

НЛО едва не столкнулся с космической станцией

Пассажир снял треугольный НЛО над штатом Юта

Полиция заставила убрать хэллоуинские украшения

Спасательная капсула обнаружена на Марсе

Телезвезда утверждает, что инопланетяне среди нас

Треугольный НЛО, замеченный из самолета

Черные треугольники заполонили британское небо

Что появилось раньше - наш мозг или кишечник

Япония запускает миссию к Фобосу

Всплеск паранормальной активности в Великобритании

Действительно ли истина где-то рядом

Живописная британская призрачная деревня

Метеорит из Сахары оказался обломком Марса

Метод обнаружения внеземных цивилизаций

Мне страшно жить в собственном доме

Мона Лиза, возможно, полысела

Новые сведения о загадочном НЛО

Оборотни, секретные сделки и НЛО

Пугающая встреча лайнера с НЛО

Семья 12 лет жила в страхе из-за летающих предметов

Сообщения о наблюдениях НЛО по всей Британии

Странный случай наблюдения НЛО над Лос-Анджелесом

США разработают технологию варп-путешествий

Тела пришельцев и яйцеобразный НЛО

Умер исследователь Алексей Комогорцев

Человечество уже обречено

Я умер после укуса осы и увидел что там

Я умею унюхать мысли

Явные сверхъестественные приметы в природе

А вы когда-нибудь видели призрака

Агенты ФБР сообщили о появлении НЛО

Все случаи наблюдения НЛО в Дербишире

Демократы готовятся перехватить инициативу по НЛО

Загадочное свечение заметили в Минске

Загадочные объекты в районе Плимута

Как пережить Зомби-апокалипсис

Карта всех сообщений об НЛО в Большом Манчестере

Компания Neuralink подключила ИИ Grok к мозгу человека

Нашли механизм разрыва пространства и времени

НЛО вызывают обеспокоенность Пентагона

Новую планету нашли за Плутоном

Оценили угрозу хэллоуинских огненных шаров

Пентагон упоминает крупный черный треугольник

Случаи наблюдения НЛО в графстве Лестершир

Случай в Лох-Рейвене классифицирован как неопознанный

Тайна жизни после смерти становится более загадочной

Уфолог нашел вход на инопланетную базу

Уфо-подкастера опоили и похитили военные

Четыре лучших места для высадки людей на Луну

Как подготовить участок к установке памятника

Астронавт уверен в существовании инопланетян

Вице-президент США и секретные материалы

Вход в подземную инопланетную базу в Канаде

Гоблина сняли в Аргентине

Двое пилотов были крайне озадачены

Документальный сериал Абрамса о реальных НЛО

Замаскированный НЛО размером с Луну на Солнце

Золотистый гриб нашли на Меркурии

Наблюдения черных треугольников в Великобритании

НЛО могут скрываться в наших океанах

Новое шоу раскрывает главные загадки Шотландии

Пилоты сообщили о наблюдении НЛО в форме таблетки

Призракология. Как прошлое влияет на настоящее

Сенсационные заявления информатора об НЛО

Скандал в сфере раскрытия информации об НЛО

Сыщики обвиняются в колдовстве и чародействе

Федеральные агенты сообщили о НЛО

Что летает в нашем небе

Что такое родной край

Штаты с высоким уровнем паранормальной активности

Помощь в получении справки о несудимости. Оформление от 1 дня в 2026 году

Независимый отзыв о Stop-Scam. Стоит ли обращаться за возвратом средств

Два пилота в США заметили НЛО

Наблюдение загадочного летающего треугольника

Над военными базами замечены черные треугольники

Над Огайо замечен НЛО в форме таблетки

Над секретными военными базами были замечены НЛО

Некоторые НЛО могут исчезать бесследно

НЛО летел со скоростью истребителя и без звука

НЛО, способный развивать скорость истребителя

Новые рассекреченные материалы об НЛО

Обладает ли ИИ сознанием и чувствует ли боль

Оборотни и безмолвный черный треугольник

Охотник из Вайоминга столкнулся с НЛО

Пилоты заметили над Огайо огромный НЛО

Процесс раскрытия информации об НЛО в мировом масштабе

Свидетельства об НЛО на острове Каталина

Сообщения о таинственном черном объекте

Ученые проанализировали ряд загадочных свидетельств

Федеральные агенты отслеживали бесшумный НЛО

Черный треугольный НЛО бесшумно завис в воздухе

Чилийские рыбаки столкнулись с легендарным криптидом

Возле школы в Шотландии заметили жуткого клоуна

Жители Дмитрова заметили в небе НЛО

Загадочные явления вблизи калифорнийского острова

Истории о призраках, оживших мертвецах и духах

Конференция по вопросам инопланетян в Парампе

Многолетнее сокрытие информации об НЛО

Нашли обугленные остатки Ноева ковчега

НЛО вновь привлекает внимание к давней загадке Розуэлла

Откуда на Земле взялась вода

Пилоты сняли НЛО в форме таблетки

Подводные загадки, которые веками ставили в тупик

Подрядчик Пентагона смоделировал характеристики НЛО

Призрак замечен в британском фермерском доме

Процесс раскрытия информации об НЛО может остановиться

Сокрытие информации об НЛО

Сообщения об НЛО намеренно дискредитировали

Спутники-телохранители для защиты от атак на орбите

Странные рисунки предполагаемых пришельцев

Треугольный объект завис прямо над моим автомобилем

Экзопланеты, которые должны были погибнуть

Бесшумный полет черного треугольного НЛО

Военные водолазы обнаружили место падения НЛО

Демократы ликвидируют комитеты по изучению НЛО

Диск из обломков планет нашли у белого карлика

Конгрессмен ищет видеозаписи с нордиками

Может ли ваш мозг заставить вас увидеть призраков

НЛО в школе Ариэль. 62 ребенка и 32-летняя загадка

Пентагон рассекретил новую порцию документов об НЛО

Поиски реальных мест с привидениями

Работа земного термостата изменилась в эпоху Пангеи

Роль комет в возникновении жизни на Земле

Самолет едва не столкнулся с НЛО

Свидетельство бойскаутов о НЛО над Каталиной

Слитки орихалка из мифа об Атлантиде

Тайна НЛО в Розуэлле обретает новый поворот

Увиденное мной - просто невероятно

Хэллоуин переплетается с историями о привидениях

Черные треугольники могут представлять угрозу

Что на самом деле происходило на острове Эпштейна

Эскизы предполагаемых инопланетных существ

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Викторианский спиритизм и монетизация

Военные базы США готовятся к сценарию Конца света

Гигантский гриб из лесов Китая

Городской совет хочет знать о паранормальных явлениях

Действительно ли истина где-то там

Документы об НЛО указывают на потенциальную угрозу

Дьявол использует технологии в битве за наши души

Загадочные светящиеся сферы в небе над Орегоном

Инопланетные тела и яйцеобразный аппарат

Истинный потенциал человечества сдерживается

Мозг переключается между реальностями 15 раз в секунду

НЛО замечен над секретным военным объектом США

Пугающие свидетельства о семифутовых оборотнях

Руководство по вопросам экологического алармизма

Умные телевизоры следят за пользователями

Услышьте первозданный голос Амелии Эрхарт

Федеральные агенты заметили треугольный НЛО

Фото ФБР вызвали споры о треугольном НЛО

Явления на Аляске по-прежнему вызывают интерес

Пять заблуждений о спорах с медицинскими организациями

Почему необходима регулярная дезинфекция в аптеках

Топ сервисов для работы маркетолога

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Врачи удалили из глаз корейца 11 живых червей

Документы об НЛО вблизи военных объектов США

Загадочные НЛО над секретным объектом в США

Законодатели начинают закрытые переговоры об НЛО

Инопланетяне размером с ребенка и яйцеобразный НЛО

Наблюдение НЛО профессором с Сардинии

НЛО перемещаются в полной акустической тишине

Новые документы поднимают вопрос о фу-файтерах

Пентагон публикует седьмую подборку документов

Правда о загадочном существе на границе США

Представители администрации Трампа - инопланетяне

Призыв к сбору более качественных данных об НЛО

Решение загадки НЛО от ученого

Случай наблюдения НЛО химиком из Индианы

Случай с треугольным НЛО, замеченным агентами ФБР

Сообщение агентов ФБР о беззвучном треугольном объекте

Странных гуманоидных существ заметили в Испании

Черный треугольник над секретным объектом в США

Что новые документы говорят о черных НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика