Pixabay License. Volné pro komerční užití

Vědci získali kyslík z napodobeniny lunárního regolitu

S tím, jak se NASA připravuje na výpravy astronautů k Měsíci v rámci misí Artemis, je potřeba stále větší pozornost věnovat jednomu z hlavních cílů celého programu – založení dlouhodobé lidské přítomnosti na povrchu Měsíce. Zdroje, jako je kyslík, budou v takovém případě tvořit základní kámen snažení, které z této vize učiní realitu. Jistě každého napadne využití kyslíku k dýchání astronautů, ale kromě toho může tento prvek posloužit i jako součást pohonných systémů dopravních prostředků. Zkrátka a dobře, s jeho pomocí budou moci budoucí průzkumníci na Měsíci zůstat déle a vydat se dál.

V rámci nedávné zkoušky se vědcům z Johnsonova střediska v Houstonu úspěšně podařilo extrahovat kyslík ze simulovaného lunárního regolitu. Originální regolit je jemnozrnný materiál, který pokrývá povrch Měsíce. Podobných pokusů už v historii proběhlo více, ovšem v tomto případě se to poprvé podařilo v prostředí vakua, což otevírá cestu k tomu, aby budoucí astronauti mohli extrahovat a využívat zdroje v lunárním prostředí, což se označuje zkratkou ISRU – využívání místních zdrojů. Tým expertů zapojených do projektu CaRD (Carbothermal Reduction Demonstration) provedl zkoušku za podmínek podobných těm, které se dají najít na Měsíci. Použili k tomu speciální kulatou komoru Dirty Thermal Vacuum Chamber o průměru 4,6 m. Pokud umíte anglicky, možná Vás v názvu komory zaujalo slovo dirty, tedy špinavá. Má to svůj důvod – v této komoře totiž mohou být testovány i vzorky, které nejsou laboratorně čisté.

Tým v rámci zkoušky použil 2 kW Nd-YAG laser, který simuloval teplo z koncentrátoru sluneční energie. Tím se podařilo v karbotermálním reaktoru, který pro NASA vyrobila Sierra Space Corp. z coloradského Broomfieldu, roztavit simulátor lunárního regolitu. Právě karbotermální reaktor je místem, kde probíhá proces zahřívání a extrakce kyslíku. Využívá se zde karbotermální redukce, což je proces, který se již desítky let využívá na Zemi k výrobě produktů jako jsou fotovoltaické panely nebo ocel za použití oxidu uhličitého či uhelnatého za vysokých teplot. Lunární regolit je z přibližně 45 hmotnostních procent tvořen kyslíkem, přičemž nejčastěji je vázán v křemičitanech.

Jakmile byl materiál dostatečně zahřátý, byl tým schopen detekovat oxid uhelnatý, který se dá následně převést na kyslík. Detekce oxidu uhelnatého proběhla jak metodou plynové chromatografie, tak i metodou hmotnostní spektrometrie, s čímž pomohl spektrometr MSolo (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations). Podobný přístroj poletí k Měsíci hned na dvou chystaných průzkumných misích – Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1) v roce 2023 pomůže vědcům pátrat po vodě a rover Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) v roce 2024 prozkoumá Mons Mouton, velkou horu s plochým vrcholem, aby bylo možné získat bližší údaje o prostorovém rozložení a koncentraci vodního ledu a dalších potenciálních zdrojů.

„Tato technologie má potenciál vyprodukovat několikanásobek své hmotnosti kyslíku za rok na povrchu Měsíce, což umožní udržitelnou lidskou přítomnost a základ lunární ekonomiky,“ uvedl Aaron Paz, inženýr z NASA a projektový manažer CaRD z Johnsonova střediska. Aby se tyto procesy výroby kyslíku mohly uplatnit na Měsíci, musí karbotermální reaktor odolat vnitřnímu tlaku a zabránit plynům uniknout do okolí. Zároveň však musí umožnit přidávání surovin do reakční zóny a naopak odstraňování již nepotřebného materiálu. Provoz reaktoru v prostředí vakua v rámci zkoušky CaRD simuloval podmínky na povrchu Měsíce. Tím došlo ke zvýšení úrovně technologické připravenosti (TRL – technical readiness level) na šestou úroveň. To znamená, že technologie má plně funkční prototyp, případně reprezentativní model a je připravena k testům v kosmickém prostředí.

„Náš tým potvrdil, že reaktor CaRD by přežil na povrchu Měsíce a že úspěšně vyrobil kyslík,“ uvedla Anastasia Ford, inženýrka NASA a ředitelka testu CaRD z Johnsonova střediska a dodává: „Jde o velký pokrok ve vývoji architektury k vybudování udržitelné obydlené základny na jiných planetách.“ Program pro vývoj přelomových technologií GCD (Game Changing Development) v rámci ředitelství vědecko-technologických misí financoval tento test, jelikož schopnost extrakce kyslíku z lunárního regolitu byla identifikována jako mezera v kriticky důležité technologii.

autor: Dušan Majer

Převzato z Kosmonautix.cz, upraveno

Enzymy s lehkými izotopy jsou účinnější mnohem víc

Těžká voda reaguje chemicky trochu jinak než čistě „lehká“, nebo než běžná směs obou izotopů. …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close