Μεγέθυνση κειμένου
Μηχανικοί σχεδιάζουν να μετατρέψουν τη σεληνιακή σκόνη σε οξυγόνο με νέο σύστημα για σεληνιακές βάσεις
Μέσα σε μια γιγαντιαία σφαίρα, οι μηχανικοί εξέταζαν προσεκτικά τον εξοπλισμό τους. Μπροστά τους βρισκόταν μια ασημένια μεταλλική κατασκευή, καλυμμένη με πολύχρωμα καλώδια – ένα κουτί που ελπίζουν ότι μια μέρα θα παράγει οξυγόνο στη Σελήνη.
Μόλις η ομάδα αποχώρησε από τη σφαίρα, το πείραμα ξεκίνησε. Η μηχανή, που μοιάζει με κουτί, άρχισε να καταναλώνει μικρές ποσότητες σκονισμένου ρεγόλιθου – ένα μείγμα σκόνης και αιχμηρών κόκκων με χημική σύνθεση που προσομοιάζει το πραγματικό σεληνιακό έδαφος.
Σύντομα, ο ρεγόλιθος μετατράπηκε σε παχύρρευστο υλικό. Ένα στρώμα του θερμάνθηκε σε θερμοκρασίες πάνω από 1.650°C. Και, με την προσθήκη ορισμένων αντιδραστηρίων, μόρια που περιέχουν οξυγόνο άρχισαν να αναδύονται σαν φυσαλίδες.
«Έχουμε δοκιμάσει τα πάντα στη Γη πλέον», λέει ο Brant White, διαχειριστής προγραμμάτων στην εταιρεία Sierra Space, μια ιδιωτική εταιρεία. «Το επόμενο βήμα είναι η Σελήνη».
Το πείραμα της Sierra Space διεξήχθη αυτό το καλοκαίρι στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA. Είναι μόνο μία από τις πολλές τεχνολογίες που αναπτύσσονται, καθώς οι ερευνητές δημιουργούν συστήματα που θα μπορούσαν να παρέχουν πόρους στους αστροναύτες μιας μελλοντικής σεληνιακής βάσης.
Οι αστροναύτες αυτοί θα χρειάζονται οξυγόνο για να αναπνέουν, αλλά και για να παράγουν καύσιμα για διαστημόπλοια που ενδέχεται να εκτοξευθούν από τη Σελήνη προς πιο μακρινούς προορισμούς – συμπεριλαμβανομένου του Άρη.
Οι κάτοικοι της σεληνιακής βάσης μπορεί επίσης να χρειαστούν μέταλλα, τα οποία θα μπορούσαν να εξάγουν από τα σκονισμένα γκρίζα υπολείμματα που καλύπτουν την επιφάνεια της Σελήνης.
Πολλά εξαρτώνται από το αν μπορούμε να κατασκευάσουμε αντιδραστήρες ικανούς να εξάγουν αυτούς τους πόρους αποτελεσματικά. «Θα μπορούσαμε να εξοικονομήσουμε δισεκατομμύρια δολάρια από το κόστος των αποστολών», λέει ο White, εξηγώντας ότι η εναλλακτική – να μεταφέρουμε μεγάλες ποσότητες οξυγόνου και μετάλλων από τη Γη στη Σελήνη – θα ήταν δύσκολη και δαπανηρή.
Οι προκλήσεις της εξόρυξης πόρων στη Σελήνη
Ευτυχώς, ο σεληνιακός ρεγόλιθος είναι γεμάτος με οξείδια μετάλλων. Ωστόσο, αν και η επιστήμη της εξαγωγής οξυγόνου από οξείδια μετάλλων είναι καλά κατανοητή στη Γη, η εφαρμογή της στη Σελήνη είναι πολύ πιο δύσκολη. Και αυτό οφείλεται κυρίως στις συνθήκες.
Η τεράστια σφαιρική θάλαμος που φιλοξένησε τις δοκιμές της Sierra Space τον Ιούλιο και τον Αύγουστο δημιούργησε κενό και προσομοίωσε σεληνιακές θερμοκρασίες και πιέσεις.
Η εταιρεία δηλώνει ότι έπρεπε να βελτιώσει τη λειτουργία της μηχανής με την πάροδο του χρόνου, ώστε να μπορεί να ανταπεξέλθει καλύτερα στην εξαιρετικά αιχμηρή και λειαντική υφή του ρεγόλιθου. «Κολλάει παντού και φθείρει κάθε είδους μηχανισμούς», λέει ο White.
Ένα από τα πιο κρίσιμα πράγματα που δεν μπορούν να δοκιμαστούν στη Γη – ούτε καν σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας – είναι η σεληνιακή βαρύτητα, η οποία είναι περίπου το ένα έκτο της γήινης. Μπορεί να χρειαστεί να περιμένουμε μέχρι το 2028 ή αργότερα για να δοκιμάσει η Sierra Space το σύστημά της στη Σελήνη, χρησιμοποιώντας πραγματικό ρεγόλιθο σε συνθήκες χαμηλής βαρύτητας.
Νέα τεχνολογία εξαγωγής οξυγόνου
Η βαρύτητα της Σελήνης θα μπορούσε να αποτελέσει πραγματικό πρόβλημα για ορισμένες τεχνολογίες εξαγωγής οξυγόνου, εκτός αν οι μηχανικοί τις σχεδιάσουν κατάλληλα, λέει ο Paul Burke από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins.
Τον Απρίλιο, ο Burke και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν μια μελέτη που περιέγραφε τα αποτελέσματα προσομοιώσεων υπολογιστών, οι οποίες έδειξαν πώς μια διαφορετική διαδικασία εξαγωγής οξυγόνου θα μπορούσε να επηρεαστεί από τη σχετικά αδύναμη σεληνιακή βαρύτητα. Η υπό εξέταση διαδικασία ήταν η ηλεκτρόλυση τήγματος ρεγόλιθου, η οποία περιλαμβάνει τη χρήση ηλεκτρισμού για τον διαχωρισμό των σεληνιακών ορυκτών που περιέχουν οξυγόνο, προκειμένου να εξαχθεί το οξυγόνο απευθείας.
Το πρόβλημα είναι ότι η τεχνολογία αυτή λειτουργεί σχηματίζοντας φυσαλίδες οξυγόνου στην επιφάνεια ηλεκτροδίων που βρίσκονται βαθιά μέσα στον τήγμα του ρεγόλιθου. «Η συνοχή του είναι σαν μέλι – είναι πολύ, πολύ ιξώδες», λέει ο Dr Burke.
«Αυτές οι φυσαλίδες δεν πρόκειται να ανέβουν γρήγορα – και μπορεί στην πραγματικότητα να καθυστερήσουν να αποσπαστούν από τα ηλεκτρόδια».
Το μέλλον της διαστημικής εξόρυξης
Η Sierra Space, ωστόσο, χρησιμοποιεί μια διαφορετική διαδικασία – την καρβοθερμική μέθοδο. Σε αυτή την περίπτωση, όταν σχηματίζονται φυσαλίδες που περιέχουν οξυγόνο στον ρεγόλιθο, αυτές σχηματίζονται ελεύθερα, χωρίς να προσκολλώνται στην επιφάνεια ηλεκτροδίων, μειώνοντας την πιθανότητα να «κολλήσουν».
Επιπλέον, η τεχνολογία της Sierra Space απαιτεί την προσθήκη άνθρακα, αν και η εταιρεία δηλώνει ότι μπορεί να ανακυκλώσει τον περισσότερο άνθρακα μετά από κάθε κύκλο παραγωγής οξυγόνου.
Παράλληλα, άλλες ομάδες, όπως αυτή της Palak Patel, διδακτορικής φοιτήτριας στο MIT, εργάζονται σε συστήματα εξαγωγής οξυγόνου και μετάλλων από σεληνιακό έδαφος. Ένα από τα πειραματικά τους συστήματα χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα για την αποκόλληση των φυσαλίδων από τα ηλεκτρόδια.
Η Patel σημειώνει ότι τα μελλοντικά μηχανήματα εξαγωγής πόρων στη Σελήνη θα μπορούσαν επίσης να παράγουν σίδηρο, τιτάνιο ή λίθιο από τον ρεγόλιθο. Αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστροναύτες να κατασκευάζουν ανταλλακτικά ή δομικά στοιχεία για τη βάση τους.
Επιπλέον, η ίδια έχει λιώσει προσομοιωμένο ρεγόλιθο και τον έχει μετατρέψει σε ανθεκτικά, κοίλα τούβλα, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή δομών στη Σελήνη.
Μελλοντικά, οι αστροναύτες μπορεί να βρουν τρόπους να αξιοποιήσουν πλήρως τους πόρους της Σελήνης, δημιουργώντας βιώσιμες λύσεις για τη διαστημική εξερεύνηση.
Με πληροφορίες από BBC
Ακολουθήστε το pride.gr στο Google News και ενημερωθείτε πρώτοι
