Како направити кисеоник на Месецу

Унутар џиновске сфере, инжењери „Сијера спејса" су проучавали своју опрему. Пред њима је стајала сребрна метална направа умотана у шарене жице – кутија за коју се надају да ће једног дана производити кисеоник на Месецу.

У машини налик кутији унете су мале количине прашњавог реголита – мешавине прашине и оштрог шљунка хемијског састава као што је право Месечево тло.

Након загревања ове масе на температури већој од 1.650 степени Целзијуса, реголит се претворио у полутечну масу. Уз додатак неких реагенаса, молекули који садрже кисеоник почели су да избијају.

„Сада смо тестирали све што може да се уради на Земљи“, напомиње Брант Вајт, програмски менаџер у приватној компанији „Сијера спејс“. „Следећи корак је одлазак на Месец.“

Ово није једина таква технологија на којој истраживачи раде, већ развијају различите системе који би могли да снабдевају астронауте који живе на будућој лунарној бази.

Астронаутима ће бити потребан кисеоник да би дисали, али и да би направили ракетно гориво за свемирске летелице које би требало да се лансирају са Месеца и да се упуте на даље дестинације – укључујући Марс.

Становницима лунарне базе такође може бити потребан метал, а могли би да га произведу од прашине којом је затрпан Месец. Али нного зависи од тога да ли је могуће изградити реакторе који могу ефикасно да извлаче такве ресурсе или не.

„То би могло да уштеди милијарде долара од трошкова мисије“, каже Вајт и додаје да би алтернатива – доношење залиха кисеоника и резервног метала на Месец са Земље – била напорна и скупа операција.

Срећом, лунарни реголит је пун металних оксида. Али док је наука о вађењу кисеоника из металних оксида, на пример, добро истражена на Земљи, урадити ово на Месецу је много теже. Не само због услова.

Огромна сферна комора у којој су инжењери „Сијера спејса“ обављали тестове у јулу и августу прошле године, стварала је вакум и симулирала месечеве температуре и притисак.

Из компаније напомињу да су морали да побољшају начин рада машине како би се боље носила са изузетно абразивном текстуром само реголита.

Највећа препрека месечева гравитација

Међутим, кључна ствар која се не можете тестирати на Земљи или чак у орбити наше планете, је месечева гравитација – која је отприлике једна шестина Земљине. Можда тек 2028. године или касније „Сијера спејс“ ће моћи да тестира свој систем на Месецу, користећи прави реголит у условима ниске гравитације.

Гравитација Месеца могла би да представља прави проблем за поједине технологије за екстракцију кисеоника, осим ако их инжењери адекватно не дизајнирају, напомиње професор Пол Бурк са Универзитета Џонс Хопкинс.

У априлу су он и његове колеге објавили рад у којем су детаљно описани резултати компјутерских симулација које су показале како би другачији процес вађења кисеоника могао бити ометен релативно слабим гравитационим привлачењем Месеца.

Процес који се овде истражује била је електролиза растопљеног реголита, која укључује коришћење електричне енергије за цепање лунарних минерала који садрже кисеоник, како би се кисеоник извукао директно.

Проблем је што таква технологија функционише тако што формира мехуриће кисеоника на површини електрода дубоко унутар самог растопљеног реголита. „То је конзистенција, рецимо, меда. Веома је, веома вискозна”, каже др Бурк. „Ти мехурићи се неће тако брзо подићи – и заправо могу остати на електродама.“

Технологија „Сијера спејса“, карботермални процес, је другачија. У њиховом случају, када се у реголиту формирају мехурићи који садрже кисеоник, они не остају на површини електроде. То значи да су мање шансе да се заглаве, каже Вајт.

Наглашавајући вредност кисеоника за будуће лунарне експедиције, др Бурк процењује да би астронауту дневно била потребна количина кисеоника која се налази у отприлике два или три килограма реголита, у зависности од кондиције и нивоа активности тог астронаута.

Међутим, системи за одржавање живота лунарне базе вероватно би рециклирали кисеоник који издахну астронаути. Ако је тако, не би било потребно обрадити толико реголита само да би се становници Месеца одржали у животу.

Прави пробој употребе технологија за екстракцију кисеоника, додаје професор Бурк, био би у обезбеђивању оксидатора за ракетна горива, што би омогућило много амбициозније истраживање свемира.

Очигледно, што се више ресурса може направити на Месецу, то боље.