Моделирование производства кислорода на Луне для космических миссий
Международная группа инженеров и ученых провела исследование, посвященное расчету энергетических затрат для производства ракетного топлива из лунного реголита. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи рассмотрели различные аспекты, связанные с преобразованием реголита в топливо и его транспортировкой на космические заправочные станции для использования в дальних космических миссиях.
Одной из ключевых задач при планировании длительных космических полетов является разработка эффективных двигательных систем. В то время как некоторые исследователи изучают теоретические концепции космических двигателей, другие сосредотачиваются на традиционных методах, таких как использование ракетного топлива.
В данном исследовании ученые сосредоточились на производстве топлива из лунного реголита, который содержит кислород, необходимый для создания ракетного топлива. Для этого кислород необходимо отделить от других минералов, что требует значительных энергетических затрат.
Исследователи использовали метод, включающий очистку ильменита (минерала, содержащегося в реголите) и его взаимодействие с водородом при высокой температуре. Этот процесс состоит из трех этапов: реакция водорода с ильменитом для получения воды, расщепление кислорода и его преобразование в жидкую форму. Каждый из этих этапов требует значительного количества энергии. В совокупности процесс производства жидкого кислорода потребляет примерно 24 кВт-ч на килограмм продукта.
Ученые также рассчитали, что для заправки одного космического корабля (starship) потребуется около 500 метрических тонн жидкого кислорода. При использовании одной системы производства это займет примерно два года непрерывной работы. Однако исследователи отметили, что использование нескольких параллельных систем может значительно сократить время производства.
Это исследование подчеркивает сложность и энергозатратность процессов, связанных с созданием инфраструктуры для дальних космических миссий. Тем не менее, использование ресурсов Луны, таких как реголит, может стать важным шагом в освоении космоса и обеспечении устойчивости будущих космических программ.