Kolonija Mėnulyje: ESA jau atidarė deguonies gamyklą – orą gamins iš Mėnulio dulkių ir tuo pačiu, liks įvairiausių metalų

„Turėdami savo įrengimus, galime susitelkti į deguonies gamybą, masės spektromentru matuoti jį, išgaunamą iš regolito simuliacijos,” paaiškino Beth Lomax iš Glasgow universiteto, kurios daktaro darbą remia ESA Networking and Partnering Initiative, ieškanti pažangių, kosmos tyrimams pritaikomų akademinių tyrimų, .

„Akivaizdu, galimybė išgauti deguonį iš Mėnulyje esančių išteklių būtų itin naudinga būsimiems Mėnulio gyventojams, tiek kvėpavimui, tiek raketų kurui.”

ESA tyrėja Alexandre Meurisse prideda: „Dabar turime veikiantį įrenginį, kurį dabar galime derinti, tarkime, mažindami darbinę temperatūrą, ir galiausiai sukurti šios sistemos versiją, kuri vieną dieną galėtų būti nugabenta į Mėnulį ir ten veiktų.”

Mėnulio paviršiaus bandinių tyrimai patvirtina, kad regolite 40–45% masės dalių sudaro deguonis, gausiausiai jo elementas. Bet šis deguonis chemiškai susietas – sudaro oksidus mineraluose ar stikle, tad tiesiogiai neprieinamas.

ESTEC įrenginys deguonį išskiria, naudodamas vadinamąjį išlydytų druskų elektrolizės metodą – regolitas sudedamas į metalinį indą su įkaitintu iki 950 °C, kalcio chlorido lydalu, kuris veikia kaip elektrolitas. Regolitas tokioje temperatūroje nesilydo, išlieka kietas.

Bet leidžiant elektros srovę, iš regolito išsiskiria deguonis ir migruoja per druską link anodo. O dar šio proceso metu regolitas konvertuojamas į naudingus metalo lydinius.

Šį druskos lydalo elektrolizės metodą sukūrė JK kompanija Metalysis komercinei metalų ir lydinių gamybai. Beth, studijuodama doktorantūroje, dirbo su šia kompanija, tyrinėdama procesą, o paskui atkūrė jį ESTEC.

„Metalysis atveju, šio proceso metu išsiskiriantis deguonis yra nepageidaujamas šalutinis produktas ir šalinamas kaip anglies dioksidas ir monoksidas, mat reaktoriai nepritaikyti atlaikyti deguonies dujas,” paaiškina Beth. „Tad, reikėjo ESTEC versiją pakeisti taip, kad galėtume deguonį išmatuoti. Laboratorijos komanda labai padėjo ją montuoti ir saugiai naudoti.”

Deguonies gamyba vyksta tyliai, sukuriamas deguonis kol kas išleidžiamas lauk, bet atnaujinus sistemą, jis bus kaupiamas.

„Po gamybos proceso lieka įvairiausių metalų, ir tai yra kita naudinga tyrimo linija – ištirti, kokius naudingiausius lydinius būtų galima pagaminti ir kur juos panaudoti,“ – pridūrė Alexandre.

„Ar jais galima būtų, pavyzdžiui, 3D spausdinti tiesiogiai, ar prieš tai reikėtų dar juos kaip nors apdribti? Tiksli lydinio sudėtis priklausys, nuo to, iš kurios Mėnulio vietos regolitas bus naudojamas – gali būti reikšmingų regioninių skirtumų.”

Galutinis planas – sukurti galintį tvariai veikti Mėnulyje „pilotinį fabriką“, o pirmas technologijų demonstracijas tikimasi pristatyti šio dešimtmečio viduryje.

„ESA ir NASA rengiasi grįžti į Mėnulį su pilotuojamomis misijomis, kurios šį kartą ketina ir pasilikti,” sako Tommaso Ghidini, ESA Strktūrų, mechanizmų ir medžiagų padalino vadovas.

„Atitinkamai kreipiame inžinerinę veiklą sisteminiam Mėnulio išteklių naudojimui in-situ. Kartu su kolegomis Žmogaus ir robotikos tyrimų direktorate, Europos pramone ir akademine visuomene stengiamės suteikti aukščiausios klasės mokslinius tyrimus ir svarbiausias technologijas, tokias, kaip ši, siekdami tvaraus žmonių buvimo Mėnulyje, o vieną dieną gal ir Marse.”