Какво обаче ще е необходимо, за да се използва този потенциал?
Наред с напредъка в изследването на Космоса, все повече време и пари се инвестират в технологии, които биха позволили ефективното използване на космическите ресурси. И в челните редици на тези усилия е намирането на най-добрия начин за производство на кислород на Луната.
През октомври 2021 г. Австралийската космическа агенция и НАСА подписаха споразумение за изпращане на австралийски роувър до Луната по програмата Artemis, с цел събиране на лунни скали, които в крайна сметка биха могли да осигурят дишащ кислород на Луната.
Въпреки че Луната има атмосфера, тя е много тънка и се състои предимно от водород, неон и аргон. Това не е вид газообразна смес, която би могла да поддържа зависими от кислород бозайници като хората.
Това доказва, че всъщност има много кислород на Луната. Просто не е в газообразна форма. Вместо това, той е хванат в реголита – слоят от скала и фин прах, който покрива повърхността на Луната.
Ако можем да извлечем кислорода от реголита, той достатъчно ли ще е, за да поддържа човешкия живот на Луната?
Кислородът може да се намери в много от минералите около нас. Луната е направена предимно от същите скали, които ще намерите и на Земята (макар и с малко по-голямо количество материал, дошъл от метеорите).
Минералите като силициев диоксид, алуминий, желязо и магнезиевите оксиди доминират в лунния пейзаж. Всички тези минерали съдържат кислород, но не във форма, до която нашите бели дробове имат достъп.
На Луната тези минерали съществуват в няколко различни форми, включително твърди скали, прах, чакъл и камъни, покриващи повърхността. Този материал е резултат от ударите на метеорити, които се разбиват в лунната повърхност в продължение на безброй хилядолетия.
Някои хора наричат повърхностния слой на Луната лунна „почва“, но използването на този термин, не е съвсем коректно. Почвата, каквато я познаваме, е нещо доста вълшебно, което се среща само на Земята. Създадена е от огромен брой организми, работещи върху основния материал на почвата – реголит, извлечен от твърда скала – в продължение на милиони години.
Резултатът е матрица от минерали, които не са присъствали в оригиналните скали. Почвата на Земята е наситена със забележителни физически, химични и биологични характеристики. Междувременно материалът на повърхността на Луната е основно реголит в оригиналната си, недокосната форма.
Реголитът на Луната се състои от приблизително 45% кислород. Но този кислород е плътно свързан с минералите, споменати по-горе. За да разкъсаме тези силни връзки, трябва да вложим енергия.
На Земята електролизата обикновено се използва в производството, като например за производство на алуминий. Електрически ток се пропуска през течна форма на алуминиев оксид чрез електроди, за да отдели алуминия от кислорода.
В този случай кислородът се произвежда като страничен продукт. На Луната кислородът би бил основният продукт, а извлеченият алуминий (или друг метал) би бил потенциално полезен страничен продукт.
Това е доста лесен процес, но има уловка: той е много енергоемък. За да бъде устойчив, той трябва да бъде подкрепен от слънчева енергия или други източници на енергия, налични на Луната.
Извличането на кислород от реголит също би изисквало значително промишлено оборудване. Първо трябва да превърнем твърдия метален оксид в течна форма, или чрез прилагане на топлина, или топлина, комбинирана с разтворители или електролити. Разполагаме с технологията да направим това на Земята, но преместването на този апарат до Луната – и генерирането на достатъчно енергия, за да го управлява – ще бъде голямо предизвикателство.
По-рано тази година базираната в Белгия стартираща компания, Space Applications Services, обяви, че изгражда три експериментални реактора за подобряване на процеса на производство на кислород чрез електролиза.
Те очакват да изпратят технологията на Луната до 2025 г. като част от мисията на Европейската космическа агенция за използване на ресурси на място (ISRU).
Колко кислород може да осигури Луната?
Въпреки това, когато успеем да го извадим, колко кислород всъщност може да достави Луната? Е, оказва се, че доста.
Ако пренебрегнем кислорода, свързан в по-дълбокия твърд скален материал на Луната – и просто вземем предвид реголита, който е лесно достъпен на повърхността – можем да направим някои оценки.
Всеки кубичен метър лунен реголит съдържа средно 1,4 тона минерали, включително около 630 килограма кислород. НАСА казва, че хората трябва да дишат около 800 грама кислород на ден, за да оцелеят. Така че 630 кг кислород биха запазили човек жив за около две години (или малко повече).
Сега нека приемем, че средната дълбочина на реголита на Луната е около десет метра и че можем да извлечем целия кислород от това. Това означава, че горните десет метра от повърхността на Луната ще осигурят достатъчно кислород, за да издържат всичките осем милиарда души на Земята за около 100 000 години. Това ще зависи и от това колко ефективно сме успели да извлечем и използваме кислорода.
Независимо от това, тази цифра е доста впечатляваща!
Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.
Източник: InterstingEngineering
