В книге Роберта Зубрина «Дело о Марсе» он излагает план заселения Марса путем (среди прочего) поиска воды и использования электролиза для разложения воды на водород и кислород. Это обеспечивает топливо для транспортных средств и воздух для дыхания экипажа. Сможет ли аналогичный план заселить Луну? Достаточно ли ресурсов на Луне, чтобы поселение было самодостаточным? Достаточно ли воды на Луне, чтобы это было жизнеспособно?
Самодостаточность — невероятно широкое понятие. Мы могли бы возразить, что да, на Луне есть вода, и что да, есть жизнеспособные способы самостоятельно производить необходимое электричество, но реальный вопрос заключается в том, есть ли на Луне районы, которые были бы жизнеспособны для того и другого? в то же время.
Видите ли, наиболее вероятным местом, где на Луне могли бы существовать поверхностные или околоземные воды и быть пригодными для массового извлечения, являются ее полярные, постоянно темные районы. Действительно, космический аппарат ISRO (Индийская организация космических исследований) Chandrayaan-1 обнаружил доказательства того, что вода заперта в поверхностных лунных реголитовых минералах в южной полярной области Луны, вода, которая, вероятно, возникает в результате ударов астероидов и комет, внедряется глубоко в лунное ядро и высвобождается по мере того, как магматические воды ближе к поверхности. Любая вода в свободной форме в других областях Луны, которые подвергаются воздействию солнечного света и солнечной радиации, будет сублимировать непосредственно в свою газовую форму и при ионизации терять атомы водорода, поэтому, хотя атомы водорода и кислорода все еще могут присутствовать, в некоторой степени встроенные в поверхность. пластовые минералы, извлечение которых, вероятно, было бы слишком сложным.
Но где бы вы ни нашли источник воды, вам все равно потребуется много электроэнергии для питания вашей экстракционной установки, а затем использовать электролиз для разделения молекулярной воды на составляющие ее атомы и сжимать ее в криогенных условиях до двухатомных жидкостей, которые подходит в качестве компонентов ракетного топлива, двухатомный жидкий кислород (или LOX) в качестве окислителя и вдвое больше молекулярного количества двухатомного жидкого водорода (или LH2), чем ваше ракетное топливо. Проблема с электричеством заключается в том, что если вы не принесли свое собственное и большую его часть для питания своих растений, вы, вероятно, захотите использовать солнечную энергию или подключиться к встроенному в лунный реголит гелию-3 (или 3 He). и приведите в действие свой термоядерный реактор Гелий-3 третьего поколения. См., например , этот мой ответ наSpace Exploration о том, как это можно сделать.
Таким образом, основной проблемой использования лунных ресурсов на данный момент остается поиск достаточных и пригодных для добычи ресурсов воды, где также есть самодостаточные способы производства необходимой электроэнергии. Один из вариантов, который я могу придумать, — это остаться на наиболее подверженном солнцу лунном экваторе и извлекать изотопы водорода дейтерия и трития, а также гелий-3 из лунного реголита, все они находятся там в результате корональных выбросов массы (CME). Требуемый кислород может быть получен путем измельчения окисленных минералов и выпаривания их в присутствии изотопов водорода в ионизированную воду, а гелий-3 можно использовать, как упоминалось ранее, для поддержания реакции синтеза, производящей необходимое электричество для последующего разделения молекул воды на составляющие ее атомы. водорода и кислорода электролизом.
Какое количество этих изотопов водорода и гелия на самом деле внедрено в лунный реголит, и как долго эти отложения сохраняются в нем, возможно, оставаясь там хотя бы какое-то время из-за статического заряда реголита при его бомбардировке солнечным излучением, однако это совершенно другой вопрос, на который мы пока не можем ответить. Изучение лунной экзосферы и пылевой среды — единственная цель LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), которую мы едва запустили там. Мы узнаем примерно через год, сможет ли он предоставить убедительные научные доказательства для этих теорий, которые я только что упомянул.
Кроме того, у Марса гораздо более плотная атмосфера, состоящая примерно на 95% из CO2 (что является одним из основных моментов, на которые обращает внимание Зубрин), тогда как атмосфера Луны меркнет по сравнению с ней. Почему это важно? В сочетании с запасом водорода, который будет доставлен с собой, вы можете объединить CO2 с H2 для производства метана (CH4), который можно использовать в качестве ракетного топлива; также можно производить воду. См . реакцию Сабатье .
На странице 60 в «The case for mars» также говорится о достоинствах и недостатках топливных систем CH4/O2 и CO/O2, первая действительно является лучшей альтернативой, если бы был доступен водород. Кроме того, когда речь идет о поселениях, исследование является важной функцией. Топливо для транспортных средств также может поставляться за счет использования марсианского атмосферного CO2.
2voyage
LocalFluff
LocalFluff