В свете многочисленных запланированных лунных миссий остро встает вопрос о надежном и автономном энергоснабжении. Решением может стать производство топлива непосредственно на поверхности спутника Земли, что позволит значительно сократить затраты на доставку ресурсов с нашей планеты. В научном журнале «Джоуль» была опубликована работа, в которой исследователи сообщают о первых успехах в создании катализаторов из лунного грунта для получения водорода и кислорода — ключевых компонентов ракетного топлива.
Цель — минимизировать полезную нагрузку
«Использование ресурсов, найденных на Луне, для минимизации полезной нагрузки ракет», — так сформулировал главную цель руководитель исследования Инфан Яо из Нанкинского университета. Для ее достижения команда ученых проанализировала образцы лунного реголита, доставленные на Землю китайской автоматической станцией «Чанъэ-5» в конце 2020 года. Пробы были взяты в районе вулканического массива Монс-Рюмкер в Океане Бурь и оказались богаты железом и титаном. Эти элементы, как выяснилось, могут служить основой для катализаторов в процессах производства топлива.
Вид на вулканический массив Монс-Рюмкер с борта «Аполлона-15». Фото: NASAОт расщепления воды к жидкому топливу
Полученные из лунной породы катализаторы показали пока невысокую, но работоспособную эффективность в процессе электролиза — расщепления воды на кислород и водород.
Обратите внимание: Красота лунного затмения в аргентинском штате Санта-Фе.
На следующем этапе водород можно использовать в реакции с углекислым газом для получения метана — перспективного жидкого ракетного топлива. Таким образом, закладывается основа для создания многоступенчатого производственного цикла прямо на Луне.Замкнутый цикл с использованием местных ресурсов
Для обеспечения энергией этих процессов ученые предлагают использовать солнечные панели. Необходимые для реакций вода и углекислый газ могут быть получены из системы жизнеобеспечения (например, из влажного воздуха, выдыхаемого астронавтами), а в перспективе — из местных запасов, таких как водяной лед в полярных кратерах Луны. Это создает предпосылки для формирования частично замкнутого цикла использования ресурсов.
Перспективы и вызовы
Данное исследование стало важным первым шагом на пути к использованию инопланетных ресурсов (ISRU) для производства кислорода и энергии. В ближайших планах команды — повышение эффективности катализаторов, созданных из лунного реголита. Несмотря на оптимизм, важно понимать, что для развертывания такой системы на Луну все равно потребуется доставить с Земли солнечные батареи и сложное оборудование. Тем не менее, в долгосрочной перспективе эта стратегия способна кардинально сократить объем грузов, необходимых для поддержания лунной базы. Однако создание полноценных лунных электростанций и комплексов жизнеобеспечения, с точки зрения современных технологий, остается задачей отдаленного будущего.
Читайте также:
6 мест в Солнечной системе, где можно найти водуГлубины космоса23 декабря 2021
Жизнь на Земле была бы возможна и без ЛуныГлубины космоса11 марта
Сколько камней ежегодно падает на Луну?Глубины космоса18 апреля#космос #наука #ученые #луна #планеты #астрономия
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Как собираются получать топливо из лунного грунта?.