Китайские учёные разработали новую технологию, которая, по их словам, позволяет получать воду, кислород и топливо из лунного грунта. Это оборудование может сделать освоение космоса более дешёвым и устойчивым.
Доставка одного литра воды на Луну с помощью ракеты обходится примерно в 33 000 долларов США (около 22 000 долларов США). Поиск способов использования лунных ресурсов будет иметь решающее значение, если люди вернутся туда и создадут временные или долгосрочные поселения.
Новая фототермическая технология
Описание новой фототермической технологии представлено в статье, опубликованной в журнале Joule.
Лунный грунт содержит углекислый газ и воду, а также другие минералы, которые могут быть полезны для экипажей космических миссий. Проблема заключается в том, чтобы извлечь эти молекулы эффективным с точки зрения энергии способом на поверхности Луны.
«Мы никогда не могли себе представить, что лунный грунт обладает таким „волшебством“», — говорит соавтор Лу Ван из Китайского университета Гонконга в Шэньчжэне.
Команда Вана ранее использовала образцы лунного грунта, доставленные на Землю китайским космическим аппаратом «Чанъэ-5», чтобы показать, что в лунной пыли есть много полезных соединений.
Их новое исследование показывает, что из лунного грунта можно извлечь воду, а затем использовать эту воду и CO₂, выдыхаемый астронавтами, для получения газообразного водорода и моноксида углерода — продуктов, которые затем можно использовать для производства топлива и пригодного для дыхания кислорода.
Для питания процесса требуется лишь фототермическая технология, которая преобразует солнечный свет в тепло.
«Самым большим сюрпризом для нас стал ощутимый успех этого комплексного подхода. Одноэтапная интеграция извлечения лунной воды и фототермического катализа CO₂ может повысить эффективность использования энергии и снизить затраты и сложность развития инфраструктуры», — отмечают авторы.
Иллюстрация извлечения лунной воды. Авторы: Joule, Sun et al.
Лабораторные эксперименты — это шаг вперёд, но исследователи быстро возвращают нас к реальности.
«Экстремальные условия на Луне по-прежнему создают уникальные проблемы для внедрения технологии фототермического катализа, включая резкие колебания температуры, сверхвысокий вакуум, интенсивное солнечное излучение и низкую гравитацию», — пишут авторы.
Лунный грунт также не имеет однородного состава. В некоторых районах может быть больше ресурсов, чем в других. Авторы отмечают, что CO₂, выдыхаемый астронавтами, может быть недостаточным для удовлетворения всех потребностей в воде, топливе и кислороде.
«Преодоление этих технических препятствий и значительных сопутствующих затрат на разработку, развёртывание и эксплуатацию будет иметь решающее значение для реализации устойчивого использования лунной воды и освоения космоса», — добавляют они.