Если люди хотят много путешествовать в космосе и создавать базы на астрономических объектах, таких как Луна и Марс, им нужно будет изучать, что нужно для поддержания жизни, в том числе пищи, воды и воздуха для дыхания. Исследователи уже работают над способами выращивания пищи в космосе, и известно, что на Луне и других небесных телах существуют ледяные отложения, которые могут обеспечить водой. Помимо доступности для питья, такая вода может быть разделена на составляющие ее элементы водорода и кислорода с использованием электричества от солнечных батарей. Такой электролиз уже является основным способом получения кислорода на Международной космической станции. Большая часть его сырья - вода, переработанная из отходов, пота и мочи. Однако теперь группа европейских исследователей обнаружила, как вынимать воду из петли. Они выяснили, как генерировать кислород путем электролиза реголита, пыльного материала, который покрывает поверхность Луны.
Европейское космическое агентство (ESA) объявило 17 января, что в его исследовательском центре в Нидерландах был создан опытный образец генерирующей кислород установки с использованием реголита. По словам Бет Ломакс из Университета Глазго, которая работает над проектом, такая машина может не только использовать легкодоступный материал для производства воздухопроницаемого воздуха для людей, живущих на Луне, но и для производства ракетного топлива. Жидкий кислород является одним из основных видов топлива, используемых в космических ракетах. Лунная заправочная станция была бы благом для исследования дальнего космоса, потому что низкая гравитация Луны означает, что для взлета требуется меньше топлива. Таким образом, такие миссии могут выполняться более эффективно.
Кислород в форме оксидов является наиболее распространенным элементом в лунном реголите, составляя 40-45% его массы. То, что этот элемент может быть извлечен из реголита, было успешно продемонстрировано в прошлом году доктором Ломаксом и группой его коллег, работающих в британской компании Metalysis. Metalysis разработал форму электролиза, которая может извлекать ценные металлы, такие как тантал (используемый в электронных конденсаторах) и ниобий (используемый для изготовления сверхпрочных сплавов) из порошкообразных оксидов металлов, смешанных в ванне с расплавленной солью. Хотя процесс работает при температуре около 900 ° С, он не включает плавление материалов, что потребовало бы гораздо более высоких температур. Используя углеродный электрод, процесс расплавленной соли удаляет кислород из оксидов в виде диоксида и оксида углерода.
- Работая с этим процессом, доктор Ломакс и ее команда смогли разработать форму электролиза расплавленной соли, которая непосредственно производит кислород. Они проверили её на коммерчески доступном смоделированном реголите, веществе, основанном на рецепте, полученном из образцов, привезенных с Луны.
Агентство планирует выпустить версию машины, которая могла бы быть доставлена на Луну и работать там. Один блок будет производить около шести тонн кислорода в год, хотя могут быть разработаны более крупные генераторы. На Земле типичный взрослый человек дышит 9,5 тоннами воздуха в год. По массе кислород составляет около 23% от этого (большая часть остального составляет азот), хотя только около трети присутствующего кислорода извлекается с каждым вдохом. В результате людям для поддержания жизни требуется в среднем 740 кг кислорода в год. В замкнутой среде (как это уже происходит), генерируемый кислород будет смешиваться с воздухом, который был очищен и очищен от углекислого газа. Растения, если их можно было бы выращивать, также помогли бы удалить CO2.
- В качестве бонуса, после того, как из реголита будет извлечен кислород, остатки также могут быть полезны, говорит Марк Саймс, коллега доктора Ломакса из Глазго. Остается смесь сплавов, богатых алюминием и железом и содержащих различные количества других материалов, таких как кремний, кальций, магний и титан.
Неочищенной, эта смесь может быть использована в качестве строительного материала, превратив его в кирпичи или плитки для строительства укрытий. Он также может быть использован в качестве «чернил» в 3D-принтере. Доктор Саймс считает, что может быть даже возможно откачать определенные металлы или сплавы непосредственно из генератора для более специализированных целей. Если это так, то это означает, что реголитный генератор кислорода не только поможет поддерживать жизнь людей на Луне, но также может предоставить материалы для строительства и подпитки ракеты, чтобы транспортировать их назад на Землю.
