Leća za fokusiranje proizvodi kisik i šljaku iz komore ispunjene vakuumom i većinom. Klikni za veću sliku
Kada se astronauti vrate na Mjesec, kako bi istražili i na kraju izgradili mjesečevu bazu, trebat će im kisik ... i puno toga. NASA-ini istraživači koriste se tehnikom koja se zove vakuumska piroliza, gdje se regolit zagrijava dok ne oslobodi kisik. Svjetlost Sunca bila je usredotočena lećama za zagrijavanje mjesečevog tla na 2500 stupnjeva C. Čak 20% tla pretvoreno je u slobodni kisik, a ostatak šljake mogao bi se koristiti za opeku, zaštitno zračenje ili pločnik.
Rani uporni problem koji su primijetili astronauti Apolona na Mjesecu bila je prašina. Dolazi svuda, uključujući i njihova pluća. Čudno je da će možda budući istraživači Mjeseca dobiti sljedeći dah zraka: Mjesečev prašnjavi sloj tla gotovo je pola kisika.
Trik je u tome da ga izvučeš.
"Sve što trebate učiniti je ispariti stvari", kaže Eric Cardiff iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard. Vodi jedan od nekoliko timova koji razvijaju načine kako astronautima osigurati kisik koji će im biti potreban na Mjesecu i Marsu. (Pogledajte Viziju za istraživanje svemira.)
Lunarno tlo je bogato oksidima. Najčešći je silicijev dioksid (SiO2), „poput pijeska na plaži“, kaže Cardiff. Obilni su i oksidi kalcija (CaO), željeza (FeO) i magnezija (MgO). Dodajte sve O: 43% mase lunarnog tla je kisik.
Cardiff radi na tehnici koja zagrijava lunarna tla dok ne oslobode kisik. "To je jednostavan aspekt kemije", objašnjava on. "Bilo koji materijal raspada se u atome ako bude dovoljno vruć." Tehnika se naziva vakuum piroliza - piro znači "vatra", a liza znači "odvojiti se".
"Brojni čimbenici čine pirolizu privlačnijom od ostalih tehnika", objašnjava Cardiff. "Ne zahtijeva da se sa Zemlje donose sirovine i ne morate tražiti određeni mineral." Jednostavno sipajte što je na zemlji i podnesite toplinu.
U dokazu načela, Cardiff i njegov tim koristili su leću za fokusiranje sunčeve svjetlosti u sićušnu vakuumsku komoru i zagrijali 10 grama simuliranog lunarnog tla na oko 2.500 stupnjeva C. Uzorci su uključivali ilmenit i Minnesota Lunar Simulant, odnosno MLS-1a. Ilmenit je željezna / titanska ruda koju zajednički imaju Zemlja i Mjesec. MLS-1a izrađen je od bazalta starog milijardu godina koji se nalazi na sjevernoj obali jezera Superior i pomiješan sa česticama stakla koje simuliraju sastav lunarnog tla. Stvarno lunarno tlo sada je previsoko cijenjeno za takva istraživanja.
U njihovim testovima, „čak 20 posto simuliranog tla pretvoreno je u slobodni kisik“, procjenjuje Cardiff.
Ono što je ostalo je "šljaka", visoko metalni, visoko metalni, često stakleni materijal. Cardiff surađuje s kolegama iz NASA-inog istraživačkog centra u Langleyu kako bi otkrio kako oblikovati šljaku u korisne proizvode poput zaštite od zračenja, cigle, rezervnih dijelova ili čak pločnika.
Sljedeći korak: povećanje učinkovitosti. "U svibnju ćemo obaviti testove na nižim temperaturama, s tvrđim usisavačima." U tvrdom vakuumu, objašnjava, može se izvući kisik s manje snage. Cardiffov prvi test bio je 1 / 1.000 Torr. To je 760.000 puta tanji od tlaka razine mora na Zemlji (760 Torr). Na 1 milijun Torra - još tisuću puta tanji - "potrebne temperature se značajno snižavaju."
Cardiff nije sam u ovoj potrazi. Tim koji predvodi Mark Berggren iz Pioneer Astronautics u Lakewoodu, CO, radi na sustavu koji skuplja kisik izlaganjem lunarnog tla ugljičnom monoksidu. U jednoj su demonstraciji izvadili 15 kg kisika iz 100 kg mjesečevog simulatora - učinkovitost usporediva s Cardiffovom tehnikom pirolize: više.
D. L. Grimmett iz Pratta i Whitney Rocketdyne u parku Canoga, Kalifornija, radi na elektrolizi magme. On topi MLS-1 na oko 1400 stupnjeva. C, tako da je poput magme iz vulkana i koristi električnu struju da oslobodi kisik: više.
Konačno, NASA i Floridski svemirski institut, kroz NASA-in Stogodišnji izazov, sponzoriraju MoonROx, natjecanje u Moon Regolith Oxygen. Nagrada od 250 000 dolara pripada timu koji u samo 8 sati može izvući 5 kg kisika koji diše iz mjesečevog simulatora JSC-1.
Natjecanje se zatvara 1. lipnja 2008, ali izazov života na drugim planetima trajat će generacijama.
Imate li toplih ideja?
Izvorni izvor: NASA News Release
