Przejdź do treści

Już wkrótce astronauci będą oddychać tlenem wytwarzanym z księżycowych skał

Astronauta Buzz Aldrin na Księżycu; misja Apollo 11.

Podczas niedawno przeprowadzonego testu, naukowcy z NASA Johnson Space Center w Houston z wydobyli tlen z symulowanej gleby księżycowej, po raz pierwszy w środowisku próżniowym. Toruje to drogę astronautom do wydobywania tlenu z wykorzystaniem księżycowych zasobów naturalnych na miejscu.

Agencja kosmiczna NASA od dawna pracuje nad wysłaniem astronautów na Księżyc w ramach projektu Artemis. Jednym z głównych celów Artemis jest ustanowienie długoterminowej obecności ludzi na powierzchni Księżyca. Koniecznym elementem do urzeczywistnienia tej wizji jest dostęp do odpowiednich zasobów, a zwłaszcza do tlenu. Wygląda na to, że już niedługo astronauci będą mogli produkować go na miejscu – wprost z księżycowych skał. Oprócz wykorzystania tlenu do oddychania, może on być również używany jako paliwo do transportu, pomagając odwiedzającym zostać dłużej na Księżycu, a nawet zapuszczać się dalej.

Gleba księżycowa

Na zdjęciu: Pomarańczowa gleba odkryta na Księżycu podczas misji Apollo 17 w 1972 roku. Za kolor odpowiadają procesy wulkaniczne we wcześniejszej historii Księżyca. Źródło: NASA zdjęcie AS17-137-20986, Wikipedia

Gleba księżycowa to drobna frakcja regolitu znajdującego się na powierzchni Księżyca. Jego właściwości mogą znacznie różnić się od właściwości gleby ziemskiej. Fizyczne właściwości księżycowej gleby są przede wszystkim wynikiem mechanicznego rozpadu skał bazaltowych i anortozytowych, spowodowanego ciągłymi uderzeniami meteorytów i bombardowaniem przez naładowane cząstki atomowe słoneczne i międzygwiazdowe przez miliardy lat.

Zespół Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD) NASA przeprowadził test w warunkach podobnych do tych panujących na Księżycu, używając specjalnej kulistej komory o średnicy 15 stóp zwanej Dirty Thermal Vacuum Chamber. Komora jest nazywana „brudną”, ponieważ w jej wnętrzu można badać zanieczyszczone próbki. 

Zespół użył lasera o dużej mocy do symulacji ciepła z koncentratora energii słonecznej i stopił imitację księżycowej gleby w reaktorze karbotermalnym opracowanym dla NASA przez Sierra Space Corp. z Broomfield w Kolorado.

Reaktor karbotermalny to urządzenie, w którym zachodzi proces ogrzewania i ekstrakcji tlenu. Redukcja karbotermiczna była stosowana na Ziemi od dziesięcioleci do produkcji, np. paneli słonecznych i stali, poprzez wytwarzanie tlenku lub dwutlenku węgla przy użyciu wysokich temperatur.

W opisanym eksperymencie, po podgrzaniu imitacji gleby księżycowej zespół wykrył obecność tlenku węgla.

Reaktor karbotermiczny

Na zdjęciu: Laser o dużej mocy i reaktor karbotermiczny umieszczony w komorze testowej Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD) NASA w Johnson Space Center NASA. Źródło: NASA/Brian Sacco

Aby zastosować ten proces do produkcji tlenu na Księżycu, reaktor karbotermiczny musi być w stanie utrzymać odpowiednie ciśnienie, by powstrzymać gazy przed ucieczką w kosmos, jednocześnie umożliwiając materiałowi księżycowemu przemieszczanie się do i ze strefy reakcji. Eksploatacja reaktora w środowisku próżniowym na potrzeby testu CaRD symulowała warunki panujące na powierzchni Księżyca i podniosła stopień gotowości technicznej reaktora do szóstego, co oznacza, że technologia posiada w pełni funkcjonalny prototyp lub model reprezentacyjny i jest gotowa do testów w przestrzeni kosmicznej.

Nasz zespół udowodnił, że reaktor CaRD jest w stanie działać na powierzchni Księżyca i skutecznie ekstrahować tlen. To duży krok w rozwoju architektury umożliwiającej budowanie zrównoważonych baz ludzkich na innych planetach – powiedziała Anastasia Ford, inżynier NASA i dyrektor testów CaRD w firmie Johnson.

Przetestowana technologia może zostać zastosowana w misjach Artemis, a pewnego dnia w podróżach w głąb Układu Słonecznego.

 

Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz

 

Na ilustracji: Astronauta Buzz Aldrin na Księżycu; misja Apollo 11. Źródło: PxHere

Reklama