Kako napraviti kiseonik na Mesecu

Unutar džinovske sfere, inženjeri „Sijera spejsa" su proučavali svoju opremu. Pred njima je stajala srebrna metalna naprava umotana u šarene žice – kutija za koju se nadaju da će jednog dana proizvoditi kiseonik na Mesecu.

U mašini nalik kutiji unete su male količine prašnjavog regolita – mešavine prašine i oštrog šljunka hemijskog sastava kao što je pravo Mesečevo tlo.

Nakon zagrevanja ove mase na temperaturi većoj od 1.650 stepeni Celzijusa, regolit se pretvorio u polutečnu masu. Uz dodatak nekih reagenasa, molekuli koji sadrže kiseonik počeli su da izbijaju.

„Sada smo testirali sve što može da se uradi na Zemlji“, napominje Brant Vajt, programski menadžer u privatnoj kompaniji „Sijera spejs“. „Sledeći korak je odlazak na Mesec.“

Ovo nije jedina takva tehnologija na kojoj istraživači rade, već razvijaju različite sisteme koji bi mogli da snabdevaju astronaute koji žive na budućoj lunarnoj bazi.

Astronautima će biti potreban kiseonik da bi disali, ali i da bi napravili raketno gorivo za svemirske letelice koje bi trebalo da se lansiraju sa Meseca i da se upute na dalje destinacije – uključujući Mars.

Stanovnicima lunarne baze takođe može biti potreban metal, a mogli bi da ga proizvedu od prašine kojom je zatrpan Mesec. Ali nnogo zavisi od toga da li je moguće izgraditi reaktore koji mogu efikasno da izvlače takve resurse ili ne.

„To bi moglo da uštedi milijarde dolara od troškova misije“, kaže Vajt i dodaje da bi alternativa – donošenje zaliha kiseonika i rezervnog metala na Mesec sa Zemlje – bila naporna i skupa operacija.

Srećom, lunarni regolit je pun metalnih oksida. Ali dok je nauka o vađenju kiseonika iz metalnih oksida, na primer, dobro istražena na Zemlji, uraditi ovo na Mesecu je mnogo teže. Ne samo zbog uslova.

Ogromna sferna komora u kojoj su inženjeri „Sijera spejsa“ obavljali testove u julu i avgustu prošle godine, stvarala je vakum i simulirala mesečeve temperature i pritisak.

Iz kompanije napominju da su morali da poboljšaju način rada mašine kako bi se bolje nosila sa izuzetno abrazivnom teksturom samo regolita.

Najveća prepreka mesečeva gravitacija

Međutim, ključna stvar koja se ne možete testirati na Zemlji ili čak u orbiti naše planete, je mesečeva gravitacija – koja je otprilike jedna šestina Zemljine. Možda tek 2028. godine ili kasnije „Sijera spejs“ će moći da testira svoj sistem na Mesecu, koristeći pravi regolit u uslovima niske gravitacije.

Gravitacija Meseca mogla bi da predstavlja pravi problem za pojedine tehnologije za ekstrakciju kiseonika, osim ako ih inženjeri adekvatno ne dizajniraju, napominje profesor Pol Burk sa Univerziteta Džons Hopkins.

U aprilu su on i njegove kolege objavili rad u kojem su detaljno opisani rezultati kompjuterskih simulacija koje su pokazale kako bi drugačiji proces vađenja kiseonika mogao biti ometen relativno slabim gravitacionim privlačenjem Meseca.

Proces koji se ovde istražuje bila je elektroliza rastopljenog regolita, koja uključuje korišćenje električne energije za cepanje lunarnih minerala koji sadrže kiseonik, kako bi se kiseonik izvukao direktno.

Problem je što takva tehnologija funkcioniše tako što formira mehuriće kiseonika na površini elektroda duboko unutar samog rastopljenog regolita. „To je konzistencija, recimo, meda. Veoma je, veoma viskozna”, kaže dr Burk. „Ti mehurići se neće tako brzo podići – i zapravo mogu ostati na elektrodama.“

Tehnologija „Sijera spejsa“, karbotermalni proces, je drugačija. U njihovom slučaju, kada se u regolitu formiraju mehurići koji sadrže kiseonik, oni ne ostaju na površini elektrode. To znači da su manje šanse da se zaglave, kaže Vajt.

Naglašavajući vrednost kiseonika za buduće lunarne ekspedicije, dr Burk procenjuje da bi astronautu dnevno bila potrebna količina kiseonika koja se nalazi u otprilike dva ili tri kilograma regolita, u zavisnosti od kondicije i nivoa aktivnosti tog astronauta.

Međutim, sistemi za održavanje života lunarne baze verovatno bi reciklirali kiseonik koji izdahnu astronauti. Ako je tako, ne bi bilo potrebno obraditi toliko regolita samo da bi se stanovnici Meseca održali u životu.

Pravi proboj upotrebe tehnologija za ekstrakciju kiseonika, dodaje profesor Burk, bio bi u obezbeđivanju oksidatora za raketna goriva, što bi omogućilo mnogo ambicioznije istraživanje svemira.

Očigledno, što se više resursa može napraviti na Mesecu, to bolje.