Из реголита научились извлекать воду и кислород: новый шаг к жизни на Луне
Если когда-нибудь люди построят лунную базу, запасы воды, воздуха и топлива им, возможно, не придется везти с Земли. Китайские ученые разработали технологию, которая позволяет извлекать воду из лунного грунта и сразу же использовать ее для получения кислорода и компонентов топлива. Это упрощает подготовку к долговременным миссиям и снижает их стоимость. В лабораторных условиях система уже показала свою работоспособность.
Исследование опубликовали в журнале Joule. Его автор — профессор Лу Ван из Китайского университета Гонконга в Шэньчжэне. Он пояснил, что главное открытие заключается в совмещении двух процессов: получения воды и ее использования для преобразования углекислого газа в полезные вещества. Ранее для этого требовались отдельные установки, каждая из которых потребляла много энергии. Новый подход снижает затраты и упрощает инфраструктуру, что особенно важно в условиях Луны.
В основе технологии лежит фототермический процесс. Это способ, при котором солнечный свет преобразуется в тепло, которое запускает химические реакции. Ученые использовали лунный реголит — сыпучий верхний слой почвы, привезенный китайским аппаратом «Чанъэ-5». В нем они обнаружили ильменит — черный тяжелый минерал, который, как показали предыдущие исследования, содержит водные соединения.
Экспериментальная установка не только выделяла воду из реголита, но и превращала выдыхаемый китайскими космонавтами углекислый газ в водород и окись углерода. Эти вещества можно использовать для производства кислорода и ракетного топлива. Таким образом, в одной системе происходит весь процесс от добычи воды до получения полезных веществ.
Снабжение лунных баз ресурсами остается главной проблемой освоения Луны. Например, доставка 3,75 литра воды обойдется в $83 тыс. Примерно столько поглощает в сутки один человек с питьем и пищей. Если технологию удастся адаптировать для реальных условий, потребность в таких расходах может значительно снизиться.
Но у метода пока есть ограничения. На Луне большие перепады температур, высокая радиация и слабая гравитация. Кроме того, лунный грунт неоднороден — содержание воды в нем варьируется от места к месту. К тому же выдыхаемого тайконавтами CO₂ может быть недостаточно, чтобы обеспечить базу всеми необходимыми ресурсами. Катализаторы, используемые в установке, пока не обладают достаточной эффективностью, чтобы поддерживать автономную жизнь.
Тем не менее исследователи уверены, что их работа приближает человечество к колонизации Луны. Чтобы сделать эту цель реальностью, необходимо преодолеть технические сложности и вложиться в развитие и испытания технологии. В перспективе такие системы смогут стать основой не только для лунных баз, но и для дальних космических экспедиций — например, на Марс.
Самое популярное
