Ludzie na Księżycu będą oddychać skałami. NASA właśnie to przetestowała
NASA użyła lasera o dużej mocy, który stopił imitację księżycowej gleby w specjalnym reaktorze. Po co? Naukowcy chcieli sprawdzić w ten sposób czy ze sproszkowanych skał na Srebrnym Globie da się uzyskać tlen.
NASA ma ambitny plan wysłania ludzi na Księżyc i utworzenia tam stałej bazy. Aby to zrobić, potrzebne są zasoby takie jak tlen, który jest niezbędny do oddychania i napędzania rakiet. Ale jak zdobyć tlen na Księżycu, gdzie nie ma atmosfery ani roślin? Zawsze można go tam przetransportować rakietami, ale jest to niezwykle drogie, a tlenu na Księżycu będzie potrzeba mnóstwo.
Okazuje się jednak, że tlen jest ukryty w gruncie księżycowym, zwanym regolitem. Regolit to warstwa pyłu i skał, która pokrywa powierzchnię Księżyca. Zawiera on aż około 40-45 proc. tlenu w postaci związków chemicznych z innymi pierwiastkami. Aby wydobyć tlen z regolitu, trzeba go poddać wysokiej temperaturze i procesowi zwanemu redukcją karbotermiczną. Reaktor karbotermalny to miejsce, w którym zachodzi proces ogrzewania i ekstrakcji (wydobycia) tlenu.
Laser pozwala uzyskać tlen.
Naukowcy z NASA przeprowadzili właśnie pierwszy udany test tego procesu w warunkach próżniowych, które symulują warunki na Księżycu. Użyli do tego specjalnej komory próżniowej o średnicy 4,5 metra i mocy 10 kilowatów. Wewnątrz komory znajdował się reaktor karbotermiczny, który ogrzewał symulowany grunt księżycowy za pomocą lasera. Reaktor ten został opracowany przez firmę Sierra Space Corp.
Pod wpływem wysokiej temperatury (ponad 1000 stopni Celsjusza) regolit ulegał rozkładowi na tlen i inne gazy. Tlen był następnie wykrywany przez urządzenie zwane MSolo (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations). MSolo to spektrometr masowy, który analizuje skład chemiczny gazów.
Redukcja karbotermiczna jest stosowana na Ziemi od dziesięcioleci do produkcji przedmiotów, takich jak panele słoneczne i stal, poprzez wytwarzanie tlenku lub dwutlenku węgla przy użyciu wysokich temperatur.
Według NASA, ten sposób produkcji tlenu ma duży potencjał do zastosowania na Księżycu. Nie wiemy, jaka jest aktualna wydajność tej metody, ale NASA podało, że reaktor karbotermiczny może wyprodukować w ciągu roku kilka razy więcej tlenu niż jego własna masa. To zdaniem naukowców oznacza, że można by zapewnić wystarczającą ilość tlenu dla astronautów i pojazdów kosmicznych. Czyli jest dobrze.
Test ten był częścią programu Artemis, który ma na celu ponowne wysłanie ludzi na Księżyc do 2024 roku i stworzenie tam trwałej obecności ludzkiej do 2028 roku. NASA chce wykorzystać Księżyc jako platformę do dalszych eksploracji kosmosu, w tym Marsa.
Regolit księżycowy - cenny zasób na Srebrnym Globie
Regolit księżycowy to warstwa luźnej gleby, która kryje wiele tajemnic i możliwości. Regolit księżycowy to produkt długiej historii uderzeń meteorytów w Księżyc. Te zderzenia rozdrabniały skały i tworzyły pył i gruz. Regolit ma różną grubość w zależności od miejsca - od kilku metrów do kilkudziesięciu metrów. Jego skład chemiczny jest podobny do skał księżycowych, z których się wywodzi.
Regolit księżycowy zawiera około 40-45 proc. tlenu w postaci tlenków metali, takich jak krzem, żelazo, wapń, tytan czy glin. Tlen ten jest bardzo cenny dla przyszłych misji kosmicznych, ponieważ może być wykorzystany do produkcji paliwa rakietowego lub do oddychania przez astronautów. Aby wydobyć tlen z regolitu, trzeba go podgrzać do wysokiej temperatury i spowodować jego rozkład chemiczny.
Regolit księżycowy może być także użyty do budowy konstrukcji na Księżycu, takich jak bazy, lądowiska czy drogi. Można go formować w cegły lub płyty albo topić w szkło. Regolit może także chronić przed promieniowaniem kosmicznym lub ekstremalnymi temperaturami na Księżycu.
Regolit księżycowy jest więc nie tylko ciekawym obiektem naukowym, ale także potencjalnym źródłem surowców dla eksploracji kosmosu. Dlatego NASA i inne agencje kosmiczne planują wysyłać sondy i łaziki na Księżyc, aby zbadać i pozyskać ten niezwykły materiał.
Główna ilustracja: Baza na Księżycu wyposażona w system wydobywania tlenu z regolitu. Wizualizacja: ICON/BIG-Bjarke Ingels Group
