Метод добычи лунной воды

Китайские ученые разработали новаторский метод извлечения воды из лунной пыли, потенциально революционизирующий лунные исследования и колонизацию. Этот инновационный процесс, включающий нагревание лунного реголита до экстремальных температур, может сыграть решающую роль в создании постоянных поселений людей на Луне, предоставляя устойчивый источник воды для будущих миссий.

Инновационный процесс извлечения воды основан на нагревании лунного реголита до температур выше 1200 Кельвинов (930°C/1700°F), в результате чего водород, внедренный солнечным ветром за миллиарды лет, вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в лунных минералах.

Эта реакция образует водяной пар, который затем может быть собран и сконденсирован в жидкую воду. Ученые подсчитали, что из одной тонны лунного грунта можно получить более 50 килограммов воды, что потенциально удовлетворяет ежедневную потребность в воде примерно 50 человек.

Этот прорыв, разработанный исследователями из Китайской академии наук и Института материаловедения и инженерии Нинбо, может значительно сократить потребность в наземных миссиях по снабжению и сыграть ключевую роль в создании постоянных поселений людей на поверхности Луны.

Ильменит (FeTiO₃), распространенный минерал, встречающийся в лунной почве, играет важную роль в процессе извлечения воды благодаря своей уникальной кристаллической структуре. Этот минерал содержит высокие концентрации водорода, заключенного в субнанометровых туннелях, что делает его идеальным источником для производства воды.

При нагревании ильменит выделяет водород, необходимый для образования воды, что значительно повышает эффективность метода извлечения. Обилие ильменита в лунном реголите делает его ценным ресурсом для устойчивого производства воды на Луне, потенциально поддерживая долгосрочное присутствие человека и снижая зависимость от поставок с Земли.

Последствия для лунных миссий

Метод извлечения воды может существенно повлиять на будущие лунные миссии и усилия по исследованию космоса. Производя воду непосредственно на Луне, эта технология могла бы поддерживать постоянные лунные аванпосты, особенно в южном полярном регионе, где залежи водяного льда были обнаружены в постоянно затененных кратерах. Добытая вода может использоваться не только для питья, но и для производства кислорода для систем дыхания и жизнеобеспечения, а также водорода для ракетного топлива и энергетических нужд. Этот самоподдерживающийся цикл может обеспечить более продолжительные миссии на Луне и потенциально послужить основой для будущих миссий на Марс и далее. Космические агентства по всему миру, включая НАСА, Национальное космическое управление Китая и Европейское космическое агентство, наращивают усилия по созданию постоянных лунных форпостов к началу 2030-х годов, что делает этот прорыв в добыче воды особенно своевременным и актуальным.

Проблемы и будущие решения

Процесс добычи воды сталкивается со значительными трудностями из-за его зависимости от солнечного света, ограничивающего операции двухнедельными лунными днями. Чтобы преодолеть это, ученые изучают инновационные решения, такие как использование солнечных зеркал для перенаправления солнечного света на поверхность Луны во время ее ночной фазы или развертывание спутников для обеспечения непрерывной подачи энергии. Эти потенциальные достижения могут обеспечить бесперебойную добычу воды, что имеет решающее значение для поддержания долгосрочных лунных миссий. Кроме того, исследователи изучают способы оптимизации процесса добычи, потенциально увеличивая эффективность и урожайность для удовлетворения растущих потребностей будущих лунных поселений.