Židinio lęšis deguoniui ir šlakeliui gaminti iš vakuuminės kameros užpildytos kameros. Spustelėkite norėdami padidinti
Kai astronautai grįžta į Mėnulį, norėdami ištirti ir galiausiai sukonstruoti Mėnulio bazę, jiems reikės deguonies ... ir daug jo. NASA tyrėjai naudoja vakuuminės pirolizės metodą, kai regolitas kaitinamas tol, kol jis išskiria deguonį. Saulės šviesa buvo nukreipta lęšiu, kad mėnulio dirvožemis būtų įkaitintas iki 2500 laipsnių C. 20% dirvožemio buvo paverčiamas laisvu deguonimi, o likusį šlaką buvo galima panaudoti plytų, radiacinės dangos ar grindinio dangai.
Ankstyva, nuolatinė problema, kurią „Apollo“ astronautai pastebėjo Mėnulyje, buvo dulkės. Jis pateko visur, taip pat ir į jų plaučius. Kaip bebūtų keista, tai gali būti, kai būsimi Mėnulio tyrinėtojai gaus kitą kvėpavimą: Mėnulio dulkėtas dirvožemio sluoksnis yra beveik pusė deguonies.
Triukas jį išgauna.
„Viskas, ką jums reikia padaryti, tai išgarinti medžiagas“, - sako Ericas Cardifas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro. Jis vadovauja vienai iš kelių komandų, kuriančių būdus aprūpinti astronautus deguonimi, kurių jiems prireiks Mėnulyje ir Marse. (Žr. Kosminės erdvės tyrinėjimo viziją.)
Mėnulio dirvoje gausu oksidų. Labiausiai paplitęs yra silicio dioksidas (SiO2), „kaip paplūdimio smėlis“, - sako Kardifas. Taip pat gausu kalcio (CaO), geležies (FeO) ir magnio (MgO) oksidų. Sudėkite visus O: 43% mėnulio dirvožemio masės yra deguonis.
Kardifas dirba technika, kuri šildo mėnulio dirvožemius, kol jie išskiria deguonį. „Tai paprastas chemijos aspektas“, - aiškina jis. „Bet kokia medžiaga suskyla į atomus, jei ji pakankamai karšta.“ Metodas vadinamas vakuumine pirolize - piro reiškia „ugnis“, lizė - „atsiskyrimas“.
„Dėl daugelio veiksnių pirolizė tampa patrauklesnė nei kitos technologijos“, - aiškina Cardiffas. „Nereikalaujama, kad iš Žemės būtų atvežtos žaliavos, ir nereikia ieškoti konkretaus mineralo.“ Tiesiog nuskaitykite, kas yra ant žemės, ir įkaitinkite.
Siekdamas įrodyti principą, Kardifas ir jo komanda panaudojo lęšį saulės spinduliams sukoncentruoti į mažą vakuuminę kamerą ir pašildė 10 gramų imituoto mėnulio dirvožemio iki maždaug 2500 laipsnių C. Tiriamieji mėginiai apėmė ilmenitą ir Minesotos Mėnulio modelinį tirpalą arba MLS-1a. Ilmenitas yra geležies / titano rūda, kurią turi bendra Žemė ir Mėnulis. MLS-1a yra pagamintas iš milijardo metų senumo bazalto, randamo šiauriniame Superior ežero krante ir sumaišyto su stiklo dalelėmis, imituojančiomis mėnulio dirvožemio sudėtį. Dabartinis mėnulio dirvožemis tokiems tyrimams yra per didelis.
Jų bandymų metu „net 20 procentų imituoto grunto buvo paverčiama laisvu deguonimi“, skaičiuoja Kardifas.
Likusi dalis yra „šlakas“, mažai deguonies turinti, labai metalinė, dažnai stiklinė medžiaga. Kardifas bendradarbiauja su NASA Langley tyrimų centro kolegomis, norėdamas išsiaiškinti, kaip šlaką paversti naudingais produktais, tokiais kaip skydas nuo radiacijos, plytos, atsarginės dalys ar net grindinys.
Kitas žingsnis: padidinkite efektyvumą. „Gegužės mėn. Mes vykdysime testus žemesnėje temperatūroje su kietesniais vakuumais.“ Anot kieto vakuumo, deguonį galima išgauti mažiau energijos. Pirmasis Kardifo testas buvo 1/1000 torų. Tai yra 760 000 kartų plonesnis nei jūros lygio slėgis Žemėje (760 torų). Esant 1 milijonai daliai „Torr“ - dar tūkstantį kartų plonesni - „žymiai sumažėja reikiama temperatūra“.
Kardifas nėra vienas šiame ieškojime. Komanda, vadovaujama Marko Berggreno iš „Pioneer Astronautics“ iš Lakewood, CO, dirba prie sistemos, kuri renka deguonį, veikdama mėnulio dirvožemį anglies monoksidu. Vienos demonstracijos metu jie iš 100 kg mėnulio modelinio tirpalo ištraukė 15 kg deguonies - efektyvumas panašus į Kardifo pirolizės metodą: dar daugiau.
D.L. Grottatt iš Pratt & Whitney Rocketdyne Canoga parke, Kalifornijoje, užsiima magmos elektrolize. Jis ištirpsta MLS-1 maždaug 1400 laipsnių kampu. C, taigi jis yra tarsi magma iš ugnikalnio, o deguoniui išlaisvinti naudoja elektros srovę: daugiau.
Galiausiai NASA ir Floridos kosminių tyrimų institutas, remdamiesi „NASA Centennial Challenge“, remia „MoonROx“, „Moon Regolith Oxygen“ varžybas. 250 000 JAV dolerių prizas skiriamas komandai, kuri vos per 8 valandas iš JSC-1 mėnulio modelinio tirpalo gali ištraukti 5 kg įkvepiamo deguonies.
Konkursas baigiamas 2008 m. Birželio 1 d., Tačiau iššūkis gyventi kitose planetose tęsis kartoms.
Turite karštų idėjų?
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
