تم إعداد منشأة جديدة لإنتاج الأكسجين من غبار القمر على نطاق غير مسبوق

(ناسا)

رغم القمر ليس له غلاف جوي ، ويحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين ، وكلها مختلطة بالغبار على سطح القمر على شكل أكاسيد.

العام الماضي العلماءنشر ورقة حول كيفية استخراجهمن محاكاة غبار القمر (الثرى) ؛ الآن ، سيحاول أول مصنع أكسجين نموذجي هذا الاستخراج على نطاق أوسع.

إذا نجحت ، يمكن أن توفر للبشر موارد مهمة من شأنها أن تساعد بعثات القمر المستقبلية ، وربما حتى تمكين قواعد ومستعمرات القمر على المدى الطويل.

'يتيح لنا وجود منشأتنا الخاصة التركيز على إنتاج الأكسجين ، وقياسه بمطياف الكتلة حيث يتم استخراجه من جهاز محاكاة الثرى ،' قال الكيميائي بيت لوماكس من جامعة جلاسكو في اسكتلندا.

من الواضح أن القدرة على الحصول على الأكسجين من الموارد الموجودة على القمر ستكون مفيدة للغاية للمستوطنين القمريين في المستقبل ، سواء للتنفس أو في الإنتاج المحلي لوقود الصواريخ.

رسم توضيحي لفنان لقاعدة قمرية. (بي.كاريل / وكالة الفضاء الأوروبية)

المنشأة ، التي أقيمت في وكالة الفضاء الأوروبية المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء في هولندا ، ستستخدم التقنية التي طورتها لوماكس وزملاؤها.

نحن نعلم ، بناءً على عينات تم إرجاعها من الثرى القمري - الغبار الصخري والصخور والأوساخ على سطح القمر - أن الأكسجين موجود بالفعل بوفرة في هذه المادة. ما بين 40 و 45 في المائة من الثرى بالوزن هو الأكسجين.

باستخدام نسخة طبق الأصل من الثرى القمري المصنوع على الأرض يسمى الثرى القمري المحاكي ، بذلت محاولات في الماضي لمعرفة كيفية استخراج الأكسجين ، وكانت النتائج سيئة - معقدة للغاية ، أو منخفضة الغلة ، أو مدمرة للثرى.

كما أبلغنا العام الماضي، قام فريق Lomax بتغيير كل ذلك ، باستخدام تقنية تسمى التحليل الكهربائي للملح المصهور.

أولاً ، يتم وضع الثرى في سلة مبطنة بالشبكة. يضاف كلوريد الكالسيوم - المنحل بالكهرباء - ويسخن المزيج إلى حوالي 950 درجة مئوية ، وهي درجة حرارة لا تذوب المادة. ثم يتم تطبيق تيار كهربائي. يقوم هذا باستخراج الأكسجين ، وترحيل الملح إلى القطب الموجب ، حيث يمكن إزالته بسهولة.

(لوماكس وآخرون ، علوم الكواكب والفضاء ، 2019)

يمكن لهذا أن يستخرج ما يصل إلى 96 في المائة من الأكسجين من الثرى ؛ كمكافأة إضافية ، فإن المادة المتبقية من هذه العملية هي مزيج من السبائك المعدنية.

'هذا خط بحث مفيد آخر ، لمعرفة السبائك الأكثر فائدة التي يمكن إنتاجها منها ، وما نوع التطبيقات التي يمكن وضعها فيها ،' قال عالم المواد الكسندر موريس وكالة الفضاء الأوروبية.

هل يمكن طباعتها بشكل ثلاثي الأبعاد مباشرة ، على سبيل المثال ، أم أنها تحتاج إلى صقل؟ سيعتمد المزيج الدقيق للمعادن على مكان الحصول على الثرى على القمر - ستكون هناك اختلافات إقليمية كبيرة.

يعتمد الإعداد الحالي في المنشأة على مرافق إزالة الأكسدة التجارية ، حيث يكون الأكسجين مجرد منتج ثانوي عديم الفائدة يتم تنفيسه بعيدًا. ومع ذلك ، مع تطور المرفق ، سيتم تضمين طريقة لتخزين الأكسجين.

الهدف النهائي ، بالطبع ، هو تطوير منشأة يمكنها العمل على القمر نفسه باستخدام الثرى القمري الحقيقي ، وليس المحاكاة.

'وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا تتجهان إلى القمر بمهمات مأهولة ، هذه المرة بهدف البقاء ،' قال توماسو غيديني ، رئيس قسم الهياكل والآليات والمواد في وكالة الفضاء الأوروبية.

وبناءً على ذلك ، فإننا نحول نهجنا الهندسي إلى الاستخدام المنهجي للموارد القمرية في الموقع. نحن نعمل .. من أجل وجود بشري مستدام على سطح القمر وربما في يوم من الأيام كوكب المريخ '.

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.