Chociaż Księżyc nie ma atmosfery, znajduje się tam tlen. Jest on uwięziony w księżycowej glebie – regolicie. Naukowcy z Europejskiej Agencji Kosmicznej opracowali prototypową placówkę umożliwiającą wytwarzanie z regolitu tlenu. Zdolność pozyskiwania tlenu na Księżycu ma ogromne znaczenie dla stworzenia tam stałych baz.
Regolit to warstwa zwietrzałych skał zalegająca na powierzchni Księżyca. Składa się on głównie z tlenu, krzemu, żelaza, wapnia, tytanu, glinu i magnezu. W ubiegłym roku na łamach pisma „Planetary and Space Science” pojawiła się publikacja dotycząca wyodrębnienie tlenu z regolitu. Idąc za ciosem uczeni z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) opracowali instalację, która mogłaby to robić na masową skalę.
Księżycowa wytwórnia tlenu
– Zdolność do pozyskiwania tlenu z zasobów znalezionych na Księżycu byłaby niezwykle przydatna dla przyszłych osadników księżycowych, zarówno do oddychania, jak i do lokalnej produkcji paliwa rakietowego – powiedziała Beth Lomax z University of Glasgow, współautorka ubiegłorocznej publikacji.
Prototypowy zakład wytwarzający tlen z regolitu powstał w Europejskim Centrum Badań i Technologii Kosmicznych w Noordwijk w Holandii. – Mamy teraz działający obiekt, możemy go dostroić, na przykład obniżając temperaturę roboczą, ostatecznie projektując taką wersję tego systemu, która pewnego dnia może polecieć na Księżyc – zaznaczył Alexandre Meurisse z ESA.
Próbki przywiezione z powierzchni Księżyca potwierdzają, że księżycowy regolit składa się w 40–45 proc. z tlenu. Jednak nie jest on dostępny do natychmiastowego użycia. Ekstrakcja tlenu w prototypowej instalacji w Noordwijk odbywa się za pomocą metody zwanej elektrolizą stopionej soli.
Proces polega na umieszczeniu regolitu w metalowym pojemniku. Następnie dodaje się chlorek wapnia, który służy jako elektrolit i taką mieszaninę ogrzewa się do około 950 stopni Celsjusza. Następnie przykładany jest prąd elektryczny, którego przepływ powoduje wydobycie tlenu z regolitu.
Metoda ta została opracowana przez brytyjską firmę Metalysis, jednak tlen wytwarzany w laboratoriach firmy jest traktowany jako niepożądany produkt uboczny. Dr Lomax badała ten proces, by odtworzyć go w prototypowym zakładzie wytwarzania tlenu.
Dodatkowe zalety procesu
Wspomniany proces może wydobyć z regolity do 96 proc. tlenu, a jako bonus przekształca również regolit w użyteczne stopy metali.
– Proces produkcji pozostawia plątaninę różnych metali, które można wykorzystać. Trzeba zbadać, które z nich są najbardziej przydatne i jakie zastosowania mogą mieć. Czy mogłyby być używane w drukarkach 3D bezpośrednio, czy też wymagałyby rafinacji? To wszystko trzeba sprawdzić – przyznał Meurisse i dodał, że stopy metali, które zostają po produkcji tlenu, mogą się różnić w zależności od tego, skąd na Księżycu pozyskiwany byłby regolit. – Istniałyby znaczne różnice regionalne – zaznaczył.
Ostatecznym celem prowadzonych badań jest zaprojektowanie zakładu pilotażowego, który mógłby działać na Księżycu.
– ESA i NASA wracają na Księżyc z załogowymi misjami, tym razem z myślą o pozostaniu – powiedział Tommaso Ghidini z ESA. – W związku z tym zmieniamy nasze podejście inżynierskie do systematycznego wykorzystania zasobów Księżyca na miejscu. Współpracujemy z europejskim przemysłem oraz ze środowiskami akademickimi z całej Europy, by zapewnić najwyższej jakości podejście naukowe i kluczowe technologie wspomagające zapewniające trwałą ludzką obecność na Księżycu, a być może pewnego dnia także na Marsie – dodał.
Źródło: ESA
