Ay'ın En Üst Katmanı, Yaşayan Tüm İnsanlara 100.000 Yıl Boyunca Yetecek Oksijene Sahip

Uzay araştırmalarındaki ilerlemelerin yanı sıra, son zamanlarda etkin uzay kaynağı kullanımına izin verebilecek teknolojilere de çok fazla zaman ve para yatırıldığını gördük. Ve bu çabaların başında, Ay'da oksijen üretmenin en iyi yolunu bulmak var.

Ekim ayında, Avustralya Uzay Ajansı ve NASA, Artemis programı kapsamında Ay'a Avustralya yapımı bir gezici göndermek için bir anlaşma imzaladılar.

Ay'ın bir atmosferi olmasına rağmen, çok incedir ve çoğunlukla hidrojen, neon ve argondan oluşur. Bu da insanlar gibi oksijene bağımlı memelileri besleyebilecek türden bir gaz karışımı değildir.

Bununla birlikte, aslında Ay'da bol miktarda oksijen var. Sadece gaz halinde değil, bunun yerine, Ay'ın yüzeyini kaplayan kaya ve ince toz tabakası olan regolitin içinde hapsolmuş durumda. Eğer regolitten oksijen çıkarabilseydik, Ay'daki insan yaşamını desteklemek için yeterli olur muydu?

Oksijen, etrafımızdaki topraktaki birçok mineralde bulunabilir. Ve Ay, çoğunlukla Dünya'da bulabileceğiniz benzer kaya yapısına sahiptir.

Silika, alüminyum, demir ve magnezyum oksitler gibi mineraller Ay'ın geneline hakimdir. Bu minerallerin tümü oksijen içerir, ancak ciğerlerimizin erişebileceği biçimde değil.

Ay'daki bu mineraller, sert kaya, toz, çakıl ve yüzeyi kaplayan taşlar dahil olmak üzere birkaç farklı biçimde bulunur. Bu malzeme, sayısız bin yıl boyunca ay yüzeyine çarpan göktaşlarının etkilerinden kaynaklanmıştır.

Bazı insanlar Ay'ın yüzey tabakasına "toprak" diyor, ancak bu terimi kullanmakta tereddüt etmeliyiz. Bildiğimiz kadarıyla toprak, yalnızca Dünya'da meydana gelen oldukça büyülü bir şeydir. Milyonlarca yıl boyunca toprağın ana maddesi olan regolit üzerinde çalışan çok sayıda organizma tarafından yaratılmıştır.

Sonuç, orijinal kayalarda bulunmayan bir mineral matrisidir. Dünya toprağı olağanüstü fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerle doludur. Bu arada, Ay'ın yüzeyindeki malzemeler, orijinal, el değmemiş haliyle temelde regolittir.

Ay'ın regoliti yaklaşık olarak %45 oksijenden oluşur. Ancak bu oksijen yukarıda bahsedilen minerallere sıkı sıkıya bağlıdır. Bu güçlü bağları kırmak içinse enerji harcamamız gerekiyor.

Elektroliz hakkında bilginiz varsa, buna aşina olabilirsiniz. Dünyada bu süreç, alüminyum üretimi gibi imalatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrotlar aracılığıyla alüminyumu oksijenden ayırmak için sıvı bir alüminyum oksit formundan (genellikle alümina olarak adlandırılır) bir elektrik akımı geçirilir.

Bu durumda, oksijen bir yan ürün olarak üretilir. Ay'da oksijen ana ürün olacak ve çıkarılan alüminyum (veya diğer metal) potansiyel olarak faydalı bir yan ürün olacaktır.

Bu oldukça basit bir süreç, ancak bir püf noktası var, çok enerji kullanımı gerekiyor. Sürdürülebilir olması için güneş enerjisi veya Ay'da bulunan diğer enerji kaynakları tarafından desteklenmesi gerekir.

Regolitten oksijen çıkarmak ayrıca önemli endüstriyel ekipman gerektirecektir. Önce katı metal oksidi, ısı uygulayarak veya çözücüler veya elektrolitlerle birleştirilmiş ısı uygulayarak sıvı forma dönüştürmemiz gerekir. Bunu Dünya'da yapacak teknolojiye sahibiz, ancak bu aygıtı Ay'a taşımak ve onu çalıştırmak için yeterli enerjiyi üretmek bizim için büyük bir meydan okuma olacak.

Bu yılın başlarında, Belçika merkezli Space Applications Services şirketi, elektroliz yoluyla oksijen üretme sürecini iyileştirmek için üç deneysel reaktör inşa ettiğini duyurdu. Avrupa Uzay Ajansı'nın yerinde kaynak kullanımı (ISRU) misyonunun bir parçası olarak teknolojiyi 2025 yılına kadar Ay'a göndermeyi umuyorlar.

Peki bu işlemi gerçekleştirmeyi başardığımızda, Ay bize ne kadar oksijen verebilir? Görünüşe göre oldukça fazla.

Ay'ın daha derindeki sert kaya malzemesine bağlı oksijeni göz ardı edersek ve sadece yüzeyden kolayca erişilebilen regoliti göz önünde bulundurursak, bazı tahminlerde bulunabiliriz.

Her metreküp ay regoliti, yaklaşık 630 kilogram oksijen de dahil olmak üzere ortalama 1.4 ton mineral içerir. NASA, insanların hayatta kalmak için günde yaklaşık 800 gram oksijen soluması gerektiğini söylüyor. Yani 630 kg oksijen, bir insanı yaklaşık iki yıl (ya da biraz daha uzun süre) hayatta tutacaktır.

Şimdi, Ay'daki ortalama regolit derinliğinin yaklaşık on metre olduğunu ve buradan tüm oksijeni çıkarabileceğimizi varsayalım. Bu, Ay'ın yüzeyinin ilk on metresinin, yaklaşık 100.000 yıl boyunca Dünya'daki sekiz milyar insanın tümünü beslemek için yeterli oksijeni sağlayacağı anlamına geliyor. Kuşkusuz bu sayı oldukça şaşırtıcı.