Новая установка поможет астронавтам добывать кислород из лунного грунта

Имитация реголита. Слева – до удаления кислорода, справа – после (по большей части это металлические сплавы).

Имитация реголита. Слева – до удаления кислорода, справа – после (по большей части это металлические сплавы).
Фото Beth Lomax / University of Glasgow.

Кислород – не единственный потенциально полезный элемент, который можно извлечь из реголита.

Кислород – не единственный потенциально полезный элемент, который можно извлечь из реголита.
Фото ESA, A. Conigili.

Художественное представление лунной базы.

Художественное представление лунной базы.
Иллюстрация ESA, P. Carril.

Изображение сканирующего электронного микроскопа демонстрирует зёрна имитации лунной пыли до экстракции из них кислорода.

Изображение сканирующего электронного микроскопа демонстрирует зёрна имитации лунной пыли до экстракции из них кислорода.
Фото Beth Lomax / University of Glasgow.

Имитация реголита. Слева – до удаления кислорода, справа – после (по большей части это металлические сплавы).
Кислород – не единственный потенциально полезный элемент, который можно извлечь из реголита.
Художественное представление лунной базы.
Изображение сканирующего электронного микроскопа демонстрирует зёрна имитации лунной пыли до экстракции из них кислорода.

На Луне нет того количества кислорода, которое необходимо для дыхания людей, что, очевидно, вредит планам человечества по колонизации спутника Земли. Впрочем, недавно специалисты придумали, как решить эту проблему. Исследователи из Европейского космического агентства (ЕКА) разработали прототип устройства, которое может производить кислород из реголита – поверхностного слоя лунного грунта.

Напомним, что в ходе миссии "Аполлон" астронавтами были собраны многочисленные образцы лунного грунта, которые тщательно изучаются до сих пор. Специалисты среди прочего пытались выяснить, как будущие поколения смогут использовать этот материал в своей работе.

Более ранние исследования также показали, что кислород является наиболее распространённым элементом в лунном реголите (составляет 40-45% от его веса). Проблема состоит в том, что он заперт внутри оксидных минералов.

Чтобы его "вытянуть", специалисты из Европейского центра космических исследований и технологий (ESTEC) создали прототип кислородной установки. Она способна извлекать жизненно важный газ из реголита (в ходе исследований использовался его синтетический аналог).

Кислород – не единственный потенциально полезный элемент, который можно извлечь из реголита.

Система опирается на метод под названием электролиз расплавленных солей. Реголит помещается в чашу с расплавленным хлористым кальцием (та самая соль), нагретым до 950 °C. Реголит остаётся твёрдым при этой довольно высокой температуре.

Затем через смесь пропускается электрический ток, который заставляет кислород выделяться из смеси, а затем аккумулироваться на аноде. Здесь его можно собрать для дальнейшего использования.

"Возможность получения кислорода из источников, расположенных на Луне, очевидно, будет чрезвычайно полезной для будущих колонизаторов. [Система] пригодится для получения кислорода, а также для производства прямо на месте ракетного топлива", – говорит автор работы Бет Ломакс (Beth Lomax) из Университета Глазго.

Приятным бонусом становится и то, что оставшаяся после выделения кислорода смесь фактически представляет собой сплав металлов, которые колонисты также смогут использовать для различных целей (например, строительства).

Иными словами, кислород – не единственный потенциально полезный элемент, который можно извлечь из поверхностного слоя лунного грунта.

Изображение сканирующего электронного микроскопа демонстрирует зёрна имитации лунной пыли до экстракции из них кислорода.

"Речь идёт о других полезных направлениях исследований, которые помогут понять, какие наиболее полезные примеси могут быть получены из реголита и как их можно будет применять", – поясняет соавтор работы Александр Мёрисс (Alexandre Meurisse) из ЕКА.

На сегодняшний день специалисты создали прототип установки, которая может производить кислород из реголита, и доказали её работоспособность. Но в будущем они намерены усовершенствовать систему и отправить её на Луну, чтобы проверить её работу в реальных условиях.

Художественное представление лунной базы.

По итогу учёные хотели бы получить "пилотный завод", который бы сам поддерживал свою работу. Первые тесты реализуемости такого подхода на Селене могут быть проведены уже в середине 2020-х годов, отмечают разработчики.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что учёные обнаружили на Селене древнейший земной кислород. Также мы сообщали о создании в России космической горнодобывающей отрасли.