なぜ宇宙で酸素が必要なのか？

人間が宇宙で生活するには、水、食料、そして何より酸素が不可欠です。特に月や火星などの惑星では、呼吸に必要な酸素が存在しないため、自給自足の酸素供給システムが必要になります。

現在注目される酸素生成技術

科学者たちは地球外で酸素を生み出すため、さまざまなアプローチを研究しています。主な技術として以下が挙げられます：

• 水の電気分解：水（H2O）を水素と酸素に分解する基本技術。
• MOXIE（NASAの火星酸素装置）：火星の大気（主にCO2）から酸素を生成。
• 人工光合成：植物の光合成を模倣し、二酸化炭素と水から酸素と有機物を作り出す。
• 酸化物還元技術：月のレゴリス（土壌）に含まれる酸化物から酸素を取り出す。

技術１：電気分解を用いた酸素生成

月には氷の存在が確認されており、これを利用して水を得ることができます。水を得た後は、電気分解によって酸素を生成することができます。電気は太陽光パネルや核電池から供給される想定です。

技術２：MOXIEによるCO2分解

火星の大気は約96%が二酸化炭素です。NASAが開発したMOXIEは、このCO2を分解して酸素を作る装置で、2021年に火星探査車パーサヴィアランスに搭載されて実験に成功しています。

技術３：人工光合成の可能性

人工光合成は、光触媒を用いて水とCO2から酸素と炭化水素を生成する技術です。植物を持ち込むよりも軽量で、省エネかつ効率的な空気再生手段として注目されています。

技術４：レゴリスから酸素を抽出

月のレゴリス（土壌）には酸素を含む鉱物（酸化鉄、酸化アルミニウムなど）が豊富に存在します。これらを高温に加熱し、化学反応によって酸素を抽出する方法が研究されています。

酸素生成技術の実用化に向けた課題

これらの技術は実用化に向けて様々な課題を抱えています。例えば、装置の軽量化・小型化、持続的なエネルギー供給、過酷な温度環境での動作保証、メンテナンス性などです。

宇宙コロニーと酸素生成の未来

将来的には、複数の酸素生成技術を組み合わせたハイブリッド型の空気再生システムが、宇宙居住空間における標準となるかもしれません。酸素供給が安定することで、人類の月面基地や火星都市の夢が一歩近づくことになります。