Космічні подорожі завжди стикалися із проблемою нестачі багажу. Якщо ви хочете дихати, пити або пересуватися Місяцем, вам потрібно взяти із собою з Землі кожну молекулу цієї речовини.
Останні випробування НАСА вказують зміну стратегії освоєння далекого космосу. Замість того щоб брати із Землі кожен літр життєзабезпечення, майбутні дослідники, можливо, зможуть просто використовувати місячний ландшафт для видобутку ресурсів.
Команда НАСА з демонстрації карботермічного відновлення (CaRD) нещодавно досягла важливої віхи.
Використовуючи лише концентроване сонячне світло та імітований місячний ґрунт, вони успішно витягли кисень. Це буквально "ковток свіжого повітря" для програми "Артеміда".
Це знижує необхідність транспортування важких вантажів із Землі, роблячи тривалі перебування на Місяці більш доступними та стійкими.
Випробування підтвердило, що однієї сонячної енергії достатньо для проведення хімічної реакції, необхідної для виробництва монооксиду вуглецю — критично важливого прекурсора для отримання кисню та палива.
Збір сірого пилу
Оскільки місії з постачання із Землі рідкісні й дорогі, НАСА приділяє пріоритетну увагу використанню місцевих ресурсів (ISRU).
Ця стратегія «життя на місцевих ресурсах» дозволяє астронавтам збирати місцеві місячні та марсіанські матеріали для виробництва повітря, води та палива.
Концепція проста, але її реалізація – це чиста ракетна техніка. Місячна поверхня покрита реголітом – дрібним абразивним порошком.
Хоча він виглядає як сухий попіл, він хімічно багатий на кисень, укладений в оксидах металів. Місяць регулярно отримує кисень із магнітосферного хвоста Землі — хвостової частини магнітного поля нашої планети.
Зокрема, місячний реголіт майже наполовину складається з кисню по масі, хоча він залишається хімічно пов'язаним із силікатними мінералами.
НАСА довело, що карботермічне відновлення може ефективно розірвати ці зв'язки, перетворюючи звичайний місячний пил на ресурс, необхідний для життя.
У ході випробувань використовувалися сонячний концентратор, прецизійні дзеркала та вдосконалене програмне забезпечення для обробки імітованого місячного ґрунту.
Для цього команда CaRD використовувала сонячний концентратор для фокусування енергії у спеціалізованому реакторі. Тепло запускає хімічну реакцію, яка видаляє кисень, залишаючи як побічний продукт монооксид вуглецю.
"Команда CaRD провела комплексні випробування прототипу, в яких використовувалася концентрована сонячна енергія для вилучення кисню з імітованого місячного ґрунту, одночасно підтверджуючи утворення монооксиду вуглецю за допомогою хімічної реакції, ініційованої сонячною енергією", - написало НАСА.
Поповнення не потрібно
Доставлення палива та повітря на орбіту коштує тисячі доларів за фунт. Виробляючи паливо та кисень на поверхні Місяця, НАСА може значно знизити вартість довгострокових місій.
Технологія є подвійною вигодою. Ті ж системи, які використовуються для обробки газів на Місяці, можуть адаптуватися для Марса. На Червоній планеті це обладнання могло б перетворити багату на вуглекислий газ атмосферу в придатний для дихання кисень і метан, забезпечуючи паливо для повернення додому.
Проєкт являє собою співпрацю різних організацій. Компанія Sierra Space побудувала реактор, а NASA Glenn та Composite Mirror Applications надали сонячні технології для уловлювання енергії.
Тим часом NASA Kennedy надало електроніку для аналізу, а координацією всіх процесів займалася NASA Johnson’s systems engineering, щоб забезпечити злагоджену роботу цих спеціалізованих компонентів як єдиного цілого.
