|
На поверхности Луны достаточно кислорода
|
|
|
|
Наряду с достижениями в области освоения космоса, в последнее время мы видим, как много времени и средств вкладывается в технологии, позволяющие эффективно использовать космические ресурсы. И в авангарде этих усилий - фокусировка на поиске наилучшего способа производства кислорода на Луне. В октябре Австралийское космическое агентство и НАСА подписали соглашение об отправке на Луну ровера австралийского производства в рамках программы Artemis с целью сбора лунных пород, которые в конечном итоге могут стать источником кислорода, пригодного для дыхания на Луне.
|
|
|
|
Хотя на Луне есть атмосфера, она очень тонкая и состоит в основном из водорода, неона и аргона. Это не та газообразная смесь, которая могла бы поддерживать кислородозависимых млекопитающих, таких как человек. Тем не менее, кислорода на Луне действительно много. Просто он находится не в газообразной форме. Вместо этого он находится в реголите - слое породы и мелкой пыли, покрывающем поверхность Луны, сообщается в исследовании опубликованном Southern Cross University.
|
|
|
Если бы мы смогли извлечь кислород из реголита, было бы его достаточно для поддержания жизни человека на Луне? Кислород можно найти во многих минералах в земле вокруг нас. И Луна в основном состоит из тех же пород, которые вы найдете на Земле (хотя и с несколько большим количеством материала, полученного от метеоритов). На Луне преобладают такие минералы, как кремнезем, алюминий, оксиды железа и магния. Все эти минералы содержат кислород, но не в той форме, которая доступна нашим легким.
|
|
|
|
На Луне эти минералы существуют в нескольких различных формах, включая твердые породы, пыль, гравий и камни, покрывающие поверхность. Этот материал образовался в результате ударов метеоритов, врезавшихся в лунную поверхность на протяжении бесчисленных тысячелетий. Некоторые люди называют поверхностный слой Луны лунной "почвой", но я, как почвовед, не решаюсь использовать этот термин. Почва в том виде, в котором мы ее знаем, - это довольно волшебная вещь, которая встречается только на Земле. Она была создана огромным количеством организмов, работавших над материнским материалом почвы - реголитом, полученным из твердых горных пород - в течение миллионов лет.
|
|
|
|
В результате образовалась матрица минералов, которых не было в исходных породах. Земной грунт обладает замечательными физическими, химическими и биологическими характеристиками. Между тем, материалы на поверхности Луны - это, по сути, реголит в его первоначальной, нетронутой форме. Лунный реголит состоит примерно на 45 процентов из кислорода. Но этот кислород прочно связан с вышеупомянутыми минералами. Для того чтобы разорвать эти прочные связи, нам необходимо приложить энергию.
|
|
|
|
Вы можете быть знакомы с этим, если знаете об электролизе. На Земле этот процесс широко используется в производстве, например, для получения алюминия. Электрический ток пропускается через жидкую форму оксида алюминия (обычно называемого глиноземом) через электроды, чтобы отделить алюминий от кислорода. В этом случае кислород получается как побочный продукт. На Луне кислород будет основным продуктом, а извлеченный алюминий (или другой металл) - потенциально полезным побочным продуктом. Это довольно простой процесс, но есть одна загвоздка: он очень энергоемкий. Чтобы быть устойчивым, он должен поддерживаться солнечной энергией или другими источниками энергии, доступными на Луне.
|
|
|
|
Для извлечения кислорода из реголита также потребуется значительное промышленное оборудование. Сначала нужно будет перевести твердый оксид металла в жидкую форму, либо с помощью тепла, либо тепла в сочетании с растворителями или электролитами. У нас есть технология, позволяющая сделать это на Земле, но перемещение этого оборудования на Луну и получение энергии, достаточной для его работы, будет сложной задачей. В начале этого года бельгийская компания Space Applications Services объявила о строительстве трех экспериментальных реакторов для усовершенствования процесса получения кислорода путем электролиза. Они рассчитывают отправить технологию на Луну к 2025 году в рамках миссии Европейского космического агентства по использованию ресурсов на месте (ISRU).
|
|
|
|
И все же, когда нам удастся осуществить задуманное, сколько кислорода на самом деле может дать Луна? Как выяснилось, довольно много. Если игнорировать кислород, связанный в более глубоких твердых породах Луны, и рассматривать только реголит, который легко доступен на поверхности, то можно сделать некоторые оценки. Каждый кубический метр лунного реголита содержит в среднем 1,4 тонны минералов, включая около 630 килограммов кислорода. По данным НАСА, человеку для выживания необходимо вдыхать около 800 граммов кислорода в день. Таким образом, 630 кг кислорода позволят человеку прожить около двух лет (или чуть больше).
|
|
|
|
Теперь предположим, что средняя глубина реголита на Луне составляет около 10 метров, и что мы можем извлечь из него весь кислород. Это означает, что верхние 10 метров поверхности Луны обеспечат достаточное количество кислорода для жизни всех 8 миллиардов людей на Земле в течение примерно 100 000 лет. Это также зависит от того, насколько эффективно нам удастся извлечь и использовать кислород. Тем не менее, эта цифра просто поразительна!
|
|
|
|
Источник
|
