Chińscy badacze ujawniają swoją strategię gromadzenia wody z Księżyca

Pewne jest, że człowiek nie stawiał stopy na Księżycu od ponad pół wieku, ale ich powrót nie nastąpi długo w przyszłości. Przede wszystkim oczekuje się, że ta egzystencja będzie kontynuowana. Tym samym w latach trzydziestych XXI wieku z regolitu powinny wyłonić się pierwsze trwałe fundamenty. Wśród nichILRSPJest to stacja badawcza opracowana wspólnie przez Chiny i Rosję.

Aby zapewnić trwałość tej bazy i długoterminowe operacje na Księżycu, nie ma mowy o czekaniu na regularną wysyłkę zaopatrzenia z Ziemi, jak ma to miejsce w przypadku Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), która znajduje się znacznie bliżej naszej Ziemi . Dlatego większość niezbędnych elementów, łącznie z wodą, trzeba wyprodukować na miejscu. W rzeczywistości naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk właśnie ujawnili swoją nową metodę wytwarzania dużych ilości wody w reakcji pomiędzy regolitem księżycowym a wewnętrznym wodorem.

Pomiędzy próbkami Księżyca przywiezionymi przez (stare) misje Apollo i (bardzo nowoczesne) chińskie misje Chang’e, a także obserwacjami poczynionymi przez SofiaNaukowcy wiedzą, że na Księżycu jest mnóstwo wody. Jednakże większość tej wody ma postać hydroksylu (OH) powstałą w wyniku interakcji wiatru słonecznego i tlenu w regolicie. Kolejna duża część wody występuje w postaci lodu w wiecznie ciemnych kraterach, takich jak te na biegunie południowym naszego naturalnego księżyca.

Niestety w pierwszym przypadku regolit zawiera bardzo małą ilość grup hydroksylowych przekształcalnych w wodę, w zakresie od 0,0001% do 0,02%. W drugim przypadku lód w otworach miesza się z regolitem, tworząc warstwy wystające pod powierzchnię. Dlatego też ekstrakcja wody stanowi wyzwanie, niezależnie od źródła wody. Jednak po zbadaniu próbek zwróconych przez misję Chang’e-5 chińscy badacze ustalili, że najwyższe stężenia wody występowały w ilmenicie (FeTiO3), minerałie będącym tlenkiem żelaza i tytanu występującym w księżycowym regolicie.

Topienie regolitu z lustrami

Po tym odkryciu zespół przeprowadził serię eksperymentów, które ujawniły, w jaki sposób wodór znajdujący się w minerałach księżycowych można wykorzystać do produkcji wody na Księżycu. Według ich ustaleń proces ten polega na podgrzaniu księżycowego regolitu do temperatury powyżej 1200 kelwinów za pomocą zwierciadeł wklęsłych. Prowadzi to do tworzenia się w materiale kryształów żelaza i pęcherzyków wody, które uwalniają się w postaci zebranej pary wodnej w ilości od 51 do 76 mg na gram księżycowej gleby. Odpowiada to zatem 50 litrom wody na tonę poddanego obróbce regolitu. Oprócz wody pitnej proces ten może zapewnić płyn do nawadniania niezbędny dla upraw.

Doświadczenia chińskie nadal stanowią czynnik ograniczający: w regionie Antarktyki byłoby to możliwe jedynie w ciągu jednego dnia księżycowego. Oznacza to, że obiekt może działać przez dwa kolejne tygodnie, po których następuje dwutygodniowy okres spokoju. Aby zrekompensować to dwutygodniowe przestoje bez słońca, konieczne będzie zainstalowanie stacji daleko od bieguna południowego, na przykład poprzez utworzenie sieci luster zdolnych skierować światło z niskich na wysokie szerokości geograficzne.