Мы по-прежнему находимся в положении, когда рано говорить о полноценной колонизации других планет или хотя бы Луны, но работа в этом направлении ведётся специалистами из разных стран, а миссии на Луну и Марс за последние пару лет осуществляются со всё увеличивающейся частотой. Конечно, миссии по изучению дальнего космоса не менее интересны, а, например, Parker Solar Probe, в рамках которой человечество буквально погрузилось в атмосферу Солнца, вообще какая-то фантастическая!
Тем не менее, мы уже давно пытаемся вырваться с нашей планеты, чтобы начать полноценно осваивать родную Солнечную систему, что обязательно должно начаться с Луны и Марса. Я выбрал три наиболее интересные, на мой взгляд, технологии, которые приближают человечество к тому, чтобы стать мультипланетарным, некоторые из которых уже испытаны в рамках реализованных миссий.
Луна
Существует немало преград для освоения Луны, но с одной из проблем, с которой столкнулись первые 12 человек, побывавших на Луне в рамках программы «Аполлон», долгое время было совершенно непонятно, что делать. Речь о смертоносной лунной пыли.
Опасна она из-за своей формы и наличия электростатического заряда. За миллиарды лет ударов по Луне метеоритов всех возможных размеров в отсутствии атмосферы и воды частицы лунной пыли приобрели острые, направленные во все стороны кончики. Заряд же эти частицы получили в результате непрерывного воздействия космических лучей. Как итог, мы имеем невероятно адгезивную, похожую на угольную пыль субстанцию, которая покрывает всё вокруг, включая скафандры, линзы и оборудование.
Невидимая защита от лунной пыли
NASA в рамках миссии Firefly Aerospace's Blue Ghost Mission 1 успешно протестировало технологию под названием Electrodynamic Dust Shield (EDS): система состоит из набора электродов, по которым проходит высоковольтный переменный ток в определённой последовательности фаз, создающий неоднородное электрическое поле, которое словно бегущая волна сметает пыль с поверхности.
Самым важным преимуществом системы является отсутствие движущихся частей. EDS может как периодически, так и непрерывно удалять пыль с оптических приборов, солнечных панелей, скафандров, забрал шлемов, радиаторов и других поверхностей.
Как знать, вполне вероятно, что этой технологии найдётся и другое, пока неочевидное применение. Как считаете?
Солнечные батареи из лунной пыли
Тем не менее, далеко лунную пыль стряхивать не придётся. Специалисты из Потсдамского института физики и астрономии предложили технологию производства солнечных элементов непосредственно из лунного реголита. Идея сама по себе далеко не новая, но в этот раз она выглядит максимально реализуемой.
Суть заключается в создании стеклянной подложки (полученной из реголита) путём, грубо говоря, плавления реголита, на которую наносятся функциональные слои солнечных панелей.
Главное преимущество технологии заключается в том, что основной компонент, стеклянная подложка, будет производиться прямо на месте, что позволит сэкономить до 99% веса при транспортировке материалов с Земли!
В результате экспериментов наиболее эффективной показала себя конфигурация с прозрачным оксидом индия-цинка (IZO), КПД которой составил 12,1% даже в неоптимизированных условиях. Напомню, что максимальный КПД солнечных панелей на сегодня не дотягивает до 50%. И это при наличии концентрированного солнечного света. Таким образом, разработанная технологии при её дальнейшем развитии вполне может оказаться одним из важнейших элементов будущей колонизации Луны. Согласны?
Марс
Колонизация Марса имеет свои нерешённые на сегодняшний день проблемы, среди которых, к примеру, воздействие радиации и отсутствие подходящей для нас атмосферы. Как таковая атмосфера на Марсе есть, но она почти целиком состоит из углекислого газа, а какой процесс нам известен на Земле, с помощью которого углекислый газ можно превращать в кислород? Правильно, фотосинтез. Вот и учёные так думали много лет, пытаясь повысить его эффективность. Как оказалось, надо было думать как-то иначе. Так и сделали учёные из Китая.
Чистый кислород из углекислого газа!
Они создали технологию, способную получать кислород из углекислого газа с эффективностью, значительно превышающей эффективность фотосинтеза, в основе которой лежит принципиально новый подход к расщеплению CO₂.
Если в процессе фотосинтеза в качестве посредника используется водород, а китайские специалисты применили для этой роли литий, который позволил обойти необходимость в экстремальных температурах и давлении.
Технический процесс состоит из нескольких стадий. Сначала в специальном электрохимическом устройстве CO₂ взаимодействует с литием, образуя карбонат лития. Затем этот карбонат преобразуется в оксид лития и элементарный углерод. На финальной стадии оксид лития электрохимически окисляется, возвращая ионы лития в систему и выделяя чистый кислород.
Здесь важнейшим показателем является эффективность процесса — выход кислорода достигает 98,6%. Для колонизации Марса, атмосфера которого на 95% состоит из углекислого газа, эта технология становится будто незаменимой. Собственно, китайские учёные протестировали её на газовой смеси, имитирующей марсианскую атмосферу.
Мы всё равно начнём осваивать другие миры. Вопросы только как скоро и с чего мы начнём?