Привет, Ребятушки.
Как известно, на Луне есть лед. Давайте поразмышляем, что же он может дать нам, если когда мы все же начнем осваивать наш замечательный спутник.
1. Питье. Первое, что приходит в голову - воду обычно пьют. Но этот ответ верен лишь частично. Почему? Потому что у космонавтов, как и у будущих колонистов Луны есть еще один источник питьевой воды - конденсат.
Каждый человек выдыхает воздух, который содержит водяной пар. В каждом выдохе его немного, однако за сутки выходит заметное количество. А влажный воздух способствует коррозии металлических конструкций, так что вне зависимости от наличия источников воды, воду из воздуха нужно удалять. А для этого просто прогоняем весь воздух через кондиционер конденсатор. На выходе мы получаем сухой воздух, и немного воды, пригодной для питья.
Кстати, что касается регенерации воды на МКС, там так же существует механизм очистки канализационной воды, но подозреваю, что когда человечество освоит добычу воды на Луне, такая регенерация на Луне станет необязательной.
2. Выращивание растений. Тут, как ни странно, воды понадобится не очень много. Точнее, в начале, для увлажнения почвы и первых поливов ее уйдет много, но затем потребность фермы в воде сильно уменьшится, за счет испарения воды с земли и листьев растений, и той же самой конденсации.
3. Кислород. Мы можем электролизовать воду, и получить кислород и водород. Водород обычно сбрасывается за пределы корабля, а кислород используется для дыхания. На одного космонавта в сутки уходит примерно 1 литр воды, так что это гораздо экономичнее, чем везти чистый кислород. Да и хранить воду гораздо проще, чем кислород.
Небольшой нюанс заключается в том, что из 29 дней лунного месяца примерно половину этого времени будет длиться "ночь", и любая лунная база будет в тени Земли. А это делает привычное для космических аппаратов решение в виде солнечных батарей не совсем удачным - мало того, что КПД падает вдвое, так еще и появляется необходимость в аккумуляторах.
И тут снова может прийти на помощь гидролиз. Для нас, конечно, привычнее запасать энергию в виде заряда в аккумуляторе, но возможно запасать ее и в виде водорода с кислородом, чтобы потом сжечь их, и получить энергию обратно. Хотя, конечно, это не самый эффективный способ хранения энергии.
У водорода с кислородом есть гораздо более интересное применение - в качестве ракетного топлива! Эта пара уже используются в качестве ракетного топлива, обычно в верхних ступенях. В нижних ступенях их использование не окупается, т.к. это очень легкое топливо, и для создания аналогичной тяги по сравнению с парой керосин-кислород, потребуется примерно в 7 раз больше топлива по объему. А это вынудит инженеров создавать гораздо большие по объему ракеты, и вся выгода от использования облегченного топлива сойдет на нет.
Однако в верхних слоях атмосферы недостаток оборачивается преимуществом: на первое место выходит вопрос эффективности топлива на 1кг массы, а по этому вопросу пара кислород-водород - абсолютный фаворит. А учитывая в 6 раз меньшую по сравнению с Землей силу тяжести на Луне, и отсутствие атмосферы, вполне возможно создание "заправочной станции" на Луне.
А возможно и строительство "заправки" и прямо в космосе, с доставкой топлива с луны при помощи Лунного лифта.