Аппарат жизнеобеспечения приготовлен из лунного грунта

Инженеры успешно показали, как при “варке” лунного грунта можно извлечь воду и кислород, чтобы поддерживать будущие лунные базы, сообщает phys.

Впечатление художника о лунной базе. Предоставлено: ESA – P Carril.

Лабораторный демонстратор, разработанный консорциумом Политехнического университета Милана, Европейского космического агентства, Итальянского космического агентства и группы OHB, представлен на этой неделе на Европейском научном конгрессе (EPSC) 2021.

В установке используется двухэтапный процесс, хорошо известный в промышленной химии для наземных применений, который был адаптирован для работы с минеральной смесью, имитирующей лунный грунт.

Около 50% лунного грунта во всех регионах Луны состоит из оксидов кремния или железа, а они, в свою очередь, содержат около 26% кислорода. Это означает, что система, которая эффективно извлекает кислород из почвы, может работать на любой площадке или установке на Луне.

В экспериментальной установке имитатор почвы испаряется в присутствии водорода и метана, затем «промывается» газообразным водородом. При нагревании в печи до температуры около 1000 градусов Цельсия минералы прямо из твердого превращаются в газ, без расплавленной фазы, что снижает сложность необходимой технологии.

Образующиеся газы и остаточный метан направляются в каталитический нейтрализатор и конденсатор, который отделяет воду. Затем кислород можно извлечь с помощью электролиза. Побочные продукты метана и водорода рециркулируют в системе.

«Наши эксперименты показывают, что установка масштабируема и может работать в почти полностью автономном замкнутом контуре, без необходимости вмешательства человека и без засорения», – сказала профессор Мишель Лаванья из Политехнического университета Милана, руководившая экспериментами.

Чтобы точно понять процесс и подготовить технологию, необходимую для летных испытаний, были проведены эксперименты по оптимизации температуры печи, продолжительности и частоте фаз промывки, соотношению смесей газов и массы партий имитатора грунта.

Результаты показывают, что урожай можно увеличить за счет обработки имитатора почвы небольшими партиями, при максимально возможных температурах и с использованием длительных фаз промывки.

Твердый побочный продукт богат кремнеземом и металлами, которые можно подвергнуть дальнейшей переработке для получения других ресурсов, полезных для исследования Луны на месте.

«Возможность иметь эффективные установки для производства воды и кислорода на месте имеет фундаментальное значение для исследований человека и проведения высококачественных научных исследований непосредственно на Луне», – сказал Лаванья. «Эти лабораторные эксперименты углубили наше понимание каждого этапа процесса. Это не конец истории, но это очень хорошая отправная точка».