在分析了中国“嫦娥五号”飞船带回的月球土壤后，南京大学材料科学家姚英芳和邹志刚团队发现样本中含有包括富铁和富钛的化合物，可以作为催化剂，利用阳光和二氧化碳产生所需的产品，如氧气。月球土壤和太阳辐射，是月球上最丰富的两种资源。

基于观察结果，研究小组提出了“地外光合作用”策略。该系统主要由阳光提供动力，将月球上提取的水、和宇航员呼吸排出的废气中提取的水，利用月球土壤作为催化剂，电解为的氧气和氢气。

月球居民呼出的二氧化碳也会被收集起来，在月球土壤的催化下，通过电解水的方式与氢结合，产生碳氢化合物，如甲烷，可以用作燃料。研究人员说，这种策略不使用外部能源，只使用阳光来生产各种所需的产品，如水、氧气和燃料，可以支持月球基地上的生命。该团队正在寻找在太空中测试该系统的机会，可能是在中国未来的载人探月任务中。

“我们利用现场环境资源来最小化火箭载荷，我们的策略为可持续和负担得起的地外生活环境提供了一个场景，”姚说。

虽然月球土壤的催化效率低于地球上可用的催化剂，但姚说，研究团队正在测试不同的方法来改进设计，例如将月球土壤融化成纳米结构的高熵材料，这是一种更好的催化剂。

此前，科学家们提出了许多外星生存策略。但大多数设计都需要来自地球的能源。例如，美国宇航局的“毅力”火星探测器携带了一种仪器，可以利用火星大气层中的二氧化碳制造氧气，但它是由机载的核电池提供动力的。

“在不久的将来，我们将看到载人航天工业的快速发展，”姚说。“就像17世纪数百艘船驶向大海的‘航海时代’一样，我们将进入‘太空时代’。”但如果我们想要对地外世界进行大规模的探索，我们将需要想办法减少有效载荷，这意味着尽可能少地依赖地球的供应，而使用地外资源。”