Група дослідників з Китайського університету Гонконгу, а також науковці з Шеньчженю та інших установ, представили інноваційну технологію виробництва води, кисню та палива безпосередньо з місячного ґрунту, використовуючи лише енергію сонячного світла. Такий прорив може істотно змінити майбутнє космічних місій та забезпечити довготривале перебування людини на Місяці без залежності від вантажів із Землі.
Про це розповідає ProIT
Як працює нова технологія видобутку ресурсів на Місяці
Розроблена система дозволяє отримувати воду з місячного реголіту, який містить приховану в мінералах та склі вологу. Одним з ключових мінералів є ільменіт — сполука заліза, титану та кисню, яка не лише утримує воду, а й сприяє хімічним реакціям під час нагрівання. Попередні методи видобутку води з реголіту були енерговитратними та складними, натомість новий підхід використовує фототермічний каталіз і працює виключно на сонячній енергії.
У ході експериментів науковці нагрівали місячний грунт сонячним світлом у герметичній камері з додаванням CO2. При температурі 250°С вода переходила у стан пари, яку потім змішували з вуглекислим газом. У результаті цих процесів отримували кисень, водень і чадний газ — останній може використовуватися як компонент для створення палива.
«Ми ніколи повною мірою не уявляли собі, якою «магією» володіє місячний ґрунт. Найбільшим сюрпризом для нас став відчутний успіх цього комплексного підходу», — зазначає старший автор дослідження Лу Ван.
Виклики та перспективи використання місячних ресурсів
Ключовою перевагою технології є економія ресурсів: доставка 3,7 літра води на орбіту коштує близько $83 тисяч, при тому що кожен астронавт споживає кілька літрів води щодня. Саме тому автономне виробництво води, кисню та палива на Місяці є критично важливим для тривалих експедицій та створення постійної станції.
Для експериментів використовували як реальні зразки реголіту, отримані під час місії «Чан’є-5», так і речовини, подібні за складом до місячного пилу. За словами вчених, CO2, що видихається астронавтами, можна буде акумулювати вночі, коли газ замерзає, а вдень використовувати у реакторі разом із ґрунтом для подальших реакцій.
Однак дослідники визнають, що впровадження такої системи у реальних умовах супутника буде непростим завданням. Місячний реголіт має різний склад у різних регіонах, а температурні перепади сягають від -173°C до 121°C. Крім того, кількість CO2, яку можуть забезпечити астронавти, може бути недостатньою, тому розглядаються альтернативні джерела, наприклад, сухий лід. Наразі ефективність лабораторної установки ще не дозволяє забезпечити повноцінне життєзабезпечення екіпажу.
Лу Ван та його колеги підкреслюють необхідність подальшого вдосконалення каталізаторів, систем тепловідведення та проєктування більш надійних реакторів для роботи у складних місячних умовах. Якщо ці завдання будуть вирішені, використання сонячної енергії для отримання води, кисню та палива може стати ключовим для перетворення Місяця на життєздатний форпост людства у космосі.
Наукова стаття з результатами дослідження опублікована у журналі Joule.