Bitkilerin güneş ışığını, suyu ve karbondioksiti oksijen ve enerjiye dönüştürmesini sağlayan doğal süreçten ilham alan yapay fotosentez, uzay keşfi ve kolonizasyon için çok önemli olabilir. Yarı iletken malzemeler ve metalik katalizörler kullanarak, bu cihazlar verimli bir şekilde oksijen üretebilir ve karbon dioksiti geri dönüştürerek, şu anda Uluslararası Uzay İstasyonunda kullanılan ağır ve güvenilmez sistemlere olan bağımlılığı azaltabilir. ScienceAlert raporları: Meslektaşlarım ve ben Nature Communications’da yayınlanan yeni bir makalede araştırdığımız gibi, yapay fotosentez yapmadaki son gelişmeler Dünya’dan uzakta hayatta kalmanın ve gelişmenin anahtarı olabilir. […] Ay ve Mars’taki uygulamalar için bu tür entegre “yapay fotosentez” cihazlarının performansını analiz etmek ve tahmin etmek için teorik bir çerçeve ürettik. Bu cihazlarda, bitkilerde ve alglerde ışığın emilmesinden sorumlu olan klorofil yerine, istenen kimyasal reaksiyonu destekleyen basit metalik katalizörlerle doğrudan kaplanabilen yarı iletken malzemeler kullanılır. Analizimiz, bu cihazların gerçekten de ISS’de kullanılan oksijen jeneratörü düzeneği gibi mevcut yaşam destek teknolojilerini tamamlamak için uygun olacağını gösteriyor. Bu, özellikle reaksiyonlara güç sağlamak için güneş enerjisini yoğunlaştıran cihazlarla (esasen gelen güneş ışığını odaklayan büyük aynalar) birleştirildiğinde geçerlidir.
Başka yaklaşımlar da var. Örneğin, oksijeni doğrudan ay toprağından (regolith) üretebiliriz. Ancak bunun çalışması için yüksek sıcaklıklar gerekir. Yapay fotosentez cihazları ise oda sıcaklığında Mars ve Ay’da bulunan basınçlarda çalışabiliyor. Bu, doğrudan habitatlarda ve ana kaynak olarak su kullanılarak kullanılabilecekleri anlamına gelir. Bu, gelecekteki ay görevlerinde beklenen bir iniş alanı olan Ay Shackleton kraterinde öngörülen buzlu su varlığı göz önüne alındığında özellikle ilginçtir.
Mars’ta atmosfer yaklaşık %96 oranında karbondioksitten oluşuyor ve görünüşe göre yapay bir fotosentez cihazı için ideal. Ancak kızıl gezegendeki ışık yoğunluğu, Güneş’ten daha büyük mesafe nedeniyle Dünya’dakinden daha zayıf. Peki bu bir sorun teşkil eder mi? Aslında Mars’ta mevcut olan güneş ışığı yoğunluğunu hesapladık. Güneş aynaları daha da önemli hale gelse de, bu cihazları gerçekten orada kullanabileceğimizi gösterdik. […] Geri dönüşler çok büyük olurdu. Örneğin, uzayda gerçekten yapay atmosferler yaratabilir ve uzun vadeli görevlerde ihtiyaç duyduğumuz gübreler, polimerler veya ilaçlar gibi kimyasallar üretebiliriz. Ek olarak, bu cihazları tasarlayıp imal ederken edindiğimiz içgörüler, Dünya’daki yeşil enerji sorunuyla başa çıkmamıza yardımcı olabilir.