O lentilă de focalizare pentru a produce oxigen și slug dintr-o cameră umplută cu vid. Faceți clic pentru a mări
Când astronauții se întorc pe Lună, pentru a explora și a construi în cele din urmă o bază de lună, vor avea nevoie de oxigen ... și de mulți. Cercetătorii NASA folosesc o tehnică numită piroliză în vid, în care regulitul este încălzit până când eliberează oxigen. Lumina de la Soare a fost focalizată de o lentilă pentru a încălzi solul lunar la 2.500 de grade C. Până la urmă, 20% din sol a fost transformat în oxigen liber, iar zgura rămasă poate fi folosită pentru cărămizi, ecranare împotriva radiațiilor sau trotuar.
O problemă persistentă timpurie, observată de astronauții Apollo pe Lună, a fost praful. A ajuns peste tot, inclusiv în plămânii lor. Destul de ciudat, acesta ar putea fi în cazul în care viitorii exploratori de Lună își aduc următoarea respirație: stratul praf de sol al Lunii este aproape jumătate de oxigen.
Trucul este extragerea lui.
„Tot ce trebuie să faci este să vaporizezi lucrurile”, spune Eric Cardiff de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA. El conduce una dintre mai multe echipe care dezvoltă modalități de a oferi astronauților oxigen de care au nevoie pe Lună și Marte. (Consultați Viziunea pentru explorarea spațială.)
Solul lunar este bogat în oxizi. Cel mai frecvent este dioxidul de siliciu (SiO2), „ca nisipul de plajă”, spune Cardiff. De asemenea, sunt abundente oxizii de calciu (CaO), fierul (FeO) și magneziu (MgO). Adăugați toate O: 43% din masa solului lunar este oxigen.
Cardiff lucrează la o tehnică care încălzește solurile lunare până când eliberează oxigen. „Este un aspect simplu al chimiei”, explică el. „Orice material se sfărâmă în atomi, dacă este suficient de cald.” Tehnica se numește piroliza vidului - piro înseamnă „foc”, liza înseamnă „a se separa”.
"O serie de factori fac piroliza mai atractivă decât alte tehnici", explică Cardiff. „Nu necesită materii prime pentru a fi aduse de pe Pământ și nu trebuie să prospectezi un anumit mineral.” Pur și simplu scoateți ce este pe pământ și aplicați căldura.
În dovadă de principiu, Cardiff și echipa sa au folosit un obiectiv pentru a focaliza lumina soarelui într-o cameră de vid minusculă și a încălzit 10 grame de sol lunar simulat la aproximativ 2.500 grade C. Probele de test au inclus ilmenit și Minnesota Lunar Simulant sau MLS-1a. Ilmenitul este un mineral de fier / titan pe care Pământul și Luna îl au în comun. MLS-1a este obținut din bazalt vechi de un miliard de ani, găsit pe malul nordic al lacului Superior și amestecat cu particule de sticlă care simulează compoziția solului lunar. Solul lunar actual este prea apreciat pentru astfel de cercetări.
În testele lor, „până la 20% din solul simulat a fost transformat în oxigen liber”, estimează Cardiff.
Ceea ce rămâne este „zgură”, un material cu conținut scăzut de oxigen, foarte metalic, adesea sticlos. Cardiff lucrează cu colegii de la Centrul de Cercetare Langley al NASA pentru a descoperi cum să modelezi zgura în produse utile precum ecranarea împotriva radiațiilor, cărămizi, piese de schimb sau chiar pavaj.
Următorul pas: creșterea eficienței. „În mai, vom efectua teste la temperaturi mai scăzute, cu vacuuri mai grele.” Într-un vid dur, explică el, oxigenul poate fi extras cu mai puțină putere. Primul test al lui Cardiff a fost la 1 / 1.000 Torr. Aceasta este de 760.000 de ori mai subțire decât presiunea la nivelul mării pe Pământ (760 Torr). La 1 milionime dintr-un Torr - încă o mie de ori mai subțire - „temperaturile necesare sunt semnificativ reduse.”
Cardiff nu este singur în această misiune. O echipă condusă de Mark Berggren de la Pioneer Astronautics din Lakewood, CO, lucrează la un sistem care recoltează oxigenul expunând solul lunar la monoxidul de carbon. Într-o demonstrație, au extras 15 kg de oxigen din 100 kg de simulant lunar - o eficiență comparabilă cu tehnica de piroliză a lui Cardiff: mai mult.
D.L. Grimmett de la Pratt & Whitney Rocketdyne din Canoga Park, CA, lucrează la electroliza magmică. El topeste MLS-1 la aproximativ 1.400 deg. C, deci este ca magma de la un vulcan și folosește un curent electric pentru a elibera oxigenul: mai mult.
În cele din urmă, NASA și Florida Space Research Institute, prin intermediul Centennial Challenge de la NASA, sponsorizează MoonROx, competiția Moon Regolith Oxygen. Un premiu de 250.000 USD se acordă echipei care poate extrage 5 kg de oxigen respirabil din simulatorul lunar JSC-1 în doar 8 ore.
Competiția se închide la 1 iunie 2008, dar provocarea de a trăi pe alte planete va dura generații întregi.
Aveți idei fierbinți?
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
