Ay insanlar için yaşanması oldukça zor olan bir yer.Kuru, cansız ve nefes almamız için gereken atmosfer yok.Buna rağmen bir miktar oksijen var: Ay’ın yüzeyinde bulunan ufalanmış toz ve molozdan oluşan ay regoliti (katman), bu oksijenle dolu ve şimdi bilim insanları regolitten oksijeni nasıl çıkarabileceklerini çözdüler.
Ayrıca regolitten oksijen çıkarma sürecinde bir miktar oksijen ve ona bağlı olan bir miktar metal alaşımı elde edilirken atık üretimi de olmuyor. Bunların her ikisi de yani hem oksijen hem de bu metal alaşımı, gelecekte atılabilecek ay ile ilgili temellerde veya oluşturulabilecek ay kolonilerinde gerçekten faydalı olacaktır.
Daha önce ayda yapılan çalışmalardan gelen regolit numuneleri sayesinde, oksijenin orada oldukça fazla olduğunu biliyoruz. Regolitin ağırlığının yüzde 40 ila 45’i oksijen ve bugüne kadar ağırlıkça en çok bulunan bileşende oksijen.
İşte tam olarak burada büyük bir sorun var.
İskoçya’daki Glasgow Üniversitesi’nden kimyager BethLomax bu soruna değinerek, “Bu oksijen, son derece değerli bir kaynaktır. Ancak maddeye (regolit) mineral veya cam formunda oksitler olarak bağlandığından dolayı doğrudan kullanım için uygun değildir” demiştir.
Regolitnumuneleri, üzerlerinde doğrudan deney yapmak için çok kıymetlidir, lakin bunumunelerin elimizde olması da karasal malzemeleri kullanarak, regolitlerin yoğunluklarını tam olarak yeniden oluşturabileceğimiz anlamına gelmektedir.
Bu ‘sahte’ ay tozuna ay regolit taklidi denmektedir ve Lomax ve ekibi de araştırmalarında bunu kullanmıştır.
Su üretmek için hidrojen kullanarak demir oksitlerin kimyasal indirgenmesi,daha sonra ise hidrojeni sudaki oksijenden ayırmak için elektroliz ya da hidrojen yerine metanın kullanıldığı benzer bir işlem gibi Ay regolitinden oksijeni çıkarmak için daha önce farklı deneyler yapılmıştır.
Fakat kullanılmış bu deney teknikleri ya oldukça düşük verimdeydi ya aşırı derecede karmaşıktı ya da regolitin dahi eriyebileceği çok yüksek derecelerdeydi. Lomax ve meslekdaşları ise kimyasal indirgeme adımını atlamış, doğrudan toz haline getirilmiş regolitin elektrolizi işlemine geçmişlerdir.
Lomax, “İşlem, eritilmiş tuz elektrolizi adı verilen bir yöntem kullanılarak yapıldı. Bu, neredeyse tüm oksijeni çıkarabilen katı ‘ay regolit taklidi’nin doğrudan, tozdan toza işlenmesinin ilk örneğidir.
Alternatif ay oksijen çıkarımı yöntemleri önemli derecede bu işlemden daha düşük verim elde eder veya regolitin 1.600 Santigrat dereceden daha yüksek sıcaklıklarda erimesine neden olur” demiştir.
Regolitin Elektroliz İşlemi Nasıl Gerçekleştirilir?
İlk önce regolit, ağ astarlı bir sepete yerleştirilir. Elektrolit(elektriği ileten) olan kalsiyum klorür eklenir ve karışım, malzemeyi eritmeyen bir sıcaklık olan yaklaşık 950 santigrat dereceye kadar ısıtılır.
Sonra bir elektrik akımı uygulanır.Bu, oksijeni özütler ve tuzu kolayca çıkarılabileceği bir anot a (artı uç+) geçirir.
Regolit numunesindeki bağlanan oksijenin yüzde 96 ‘sının çıkarılması yaklaşık 50 saat sürmüşse de oksijenin yüzde 75’i ilk 15 saat içinde regolitten ayrışmıştır. Kabaca numunedeki toplam oksijenin üçte biri gaz halinde saptanmış ve geri kalanı ise zayi olmuştur.
Fakat bu yine de önceki tekniklerin verim oranlarına göre kaydedilen muazzam bir gelişmedir. Ayrıca, ilk kez bir ay regolit oksijen ekstraksiyon tekniğinin verdiği sonuca göre geride kalan metal kullanılabilir.
Araştırmacıların raporda yazdığına göre,
“Bu, katı tozdan toza regolit taklidi işleminin ürün olarak metal alaşımlarını verdiğini gösteren ilk başarılı kanıtıdır.Dahası, çeşitli alaşımlı fazların net bir şekilde ayrılması ve diğer metalik bileşenlerin belirgin bir şekilde tükenmesi, ayrıca metal / alaşımı ayırması ve tanımlanmamış ay regolitinden bunları arındırmanın heyecan verici potansiyelini de ortaya koymaktadır.”
Yan üründe bazen az miktarda başka metallerin de karışmış olduğu üç ana alaşım grubu vardı,: demir-alüminyum, demir-silikon ve kalsiyum-silikon-alüminyum. Bu keşif ile, Ay’da olduğu varsayılan su buzu rezervlerinden de oksijen alınabileceği ortaya çıksa bile, tekniğin değerini hala koruyabileceği anlaşılmaktadır.
ESA(Avrupa Uzay Ajansı)’nın strateji uzmanı James Carpenter, “Bu işlem, ay yerleşimcilerine yakıt ve yaşam desteği için oksijene ve ayrıca yerinde üretim için geniş bir metal alaşım yelpazesine de erişim sağlayacaktır” dedi.
Bunlar da ilginizi çekebilir:
- Sahte Ay Tozundan Materyaller Üretildi
- Güneş Sistemi’ndeki Gezegenlerde Ne Kadar Süre Hayatta Kalabilirsiniz?
- Güneş Sistemimizdeki Gezegen İsimleri ve Anlamları Nereden Geliyor?
- Güneş sistemimizdeki gezegenler ve gezegenler sıralaması
Zeynep Erva ŞAHİN
