Сколько серебра осталось на Луне от лунных модулей Аполлона?

Обе стадии спуска и подъема лунного модуля «Аполлон» питались от серебряно-цинковых батарей.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Источник: Обзор системы электроснабжения лунного модуля «Аполлон».

Общий вес этих батарей составлял 296 кг и 356 кг для длительных полетов с более длительным пребыванием на Луне.

Сколько хотя бы серебра осталось на Луне от аккумуляторов Apollo LM?

Могу я спросить, что мотивирует этот вопрос?
... и будет ли этого достаточно, чтобы купить два билета обратно на Землю?.
@RussellBorogove Этот вопрос показывает, сколько усилий потребовалось, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии для LM.
@DrSheldon Я никогда не знал об этом! В эти выходные я собираюсь отложить просмотр всего, что я могу найти на Salvage 1 на YouTube, вместо того, чтобы откладывать игру в Stack Exchange :-) Связано: научные/журналистские предположения о карьере Энди Гриффита в драме, если бы Мэйберри не существовало?

Ответы (1)

TL;DR: 612 кг

Что ж, в качестве приблизительной нижней границы вы можете использовать перечисленные ампер-часы емкости и химический состав батареи, чтобы определить, сколько атомов серебра потребуется. Для производства одного ампер-часа требуется 3600 кулонов заряда. В серебряно-цинковых батареях каждый атом серебра восстанавливается вдвое, отдавая два электрона.

Один электрон имеет заряд 1,602×10-19 Кл , поэтому вам потребуется (1/2) / 1,602×10-19 = 3,12x10 18 атомов серебра, или 3,12x10 18 / 6,022x10 23 = 5,18x10 -6 молей . серебра на кулон.

Умножив это на 3600 кулонов, необходимых для одного ампер-часа, мы получим минимум 0,019 моля серебра на ампер-час. Однако одна серебряная ячейка выдает только ~ 1,55 вольта, поэтому настоящая батарея имеет 20 ячеек . Следовательно, нам нужно 0,373 моля на полный ампер-час. Поскольку серебро весит 107,87 г/моль, это будет весить 40,2 г.

Наконец, мы можем рассчитать минимальное количество серебра для каждого типа батареи:

LM Descent: 400 Ач x 4,5 батареи = 72,5 кг серебра (из 270 кг всего)
LM Ascent: 296 Ач x 2 батареи = 23,8 кг серебра (из 112 кг всего)
CSM: Возвращение на Землю.

Имеет смысл иметь 20-30% аккумуляторов из серебра, так как в аккумуляторах было примерно такое же количество цинка, а также в электролите и корпусе.

Этапы спуска, очевидно, остались на Луне, а их было 6: 72,5 кг х 6 = 435 кг.

6 стадий восхождения (которые столкнулись с Луной после восхождения): 23,8 х 6 = 143 кг.

Кроме того, хотя они не были включены в ваш вопрос, луноходы использовали серебряно-цинковые батареи по 23 элемента в каждой , а батареи 3 луноходов по 242 ампер-часа каждая добавили бы всего 34 кг серебра.

Всего: 612 кг серебра на сегодняшнюю сумму около 300 000 долларов США. Конечно, «Лунное серебро», вероятно, будет стоить дороже.

Вы забыли указать количество последовательных элементов для достижения 29 В и количество батарей (от 4 до 5 на этапе спуска и 2 на этапе подъема). Так что вес гораздо больше.
Верно. Я приспособлюсь к этому.
См. Википедию для количества батарей.
Хм... хотя тогда серебро весило бы больше батареи, если 3,22кгх20=64,4кг... Проверю еще математику.
Вы неправильно использовали число 2 электрона на атом серебра. Вы умножили на 2, но вы должны разделить на 2. Вес серебра в батарее 60 кг 400 Ач 29 В должен быть меньше 20-30 кг.
Ваш ответ 2,5 тонны? Это вздор. Весь LM весил <17 тонн в сыром виде.
Я предполагаю, что IronEagle говорит о 6 LM, а не об 1, но всего 1647 кг батареи в 6 спускаемых модулях на лунной поверхности. en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Lunar_Module#Descent_stage
Я знаю, и это все еще около 0,4 тонны серебра за LM. Ни за что.
@ Уве - да. Так вроде 1/4 от общего количества. Что составляет около 1/4 батареи, что имеет смысл, так как там есть и цинк, и электролит, и прокладки, и корпус. Я обновлю свой ответ.
@OrganicMarble Думаю, мы нашли последний выпуск.
@IronEagle Нет необходимости называть изменения в вашем ответе. Любой, кто хочет посмотреть историю редактирования, может это сделать. Это сбивает с толку то, как это написано сейчас. Предложите изменить, чтобы отображались только ваши текущие значения. Таким образом, кто-то может прочитать вопрос и сразу увидеть ответ.
@IronEagle хорошо выглядит!
Возможно, еще один этап спуска: Аполлон-10 так и не был найден и, возможно, тоже находится на Луне. Однако его этап восхождения находится на орбите вокруг Солнца .
Вы использовали правильное напряжение луноходов: "Питание обеспечивалось двумя 36-вольтовыми серебряно-цинковыми гидроксидно-калиевыми неперезаряжаемыми батареями с зарядной емкостью 121 А·ч каждая (всего 242 А·ч)"? Не 29, а 36 В.
Если предположить, что 500 долларов США за кг, это примерно 300 тысяч долларов США. Сколько сегодня просят за тонну гидразина на Луне?
@Uwe - мне не удалось найти источник, в котором указано количество ячеек - выгруженная конфигурация с 20 ячейками получает 36 В.
@Uwe - на самом деле только что нашел temjournal.com/content/74/TemJournalNovember2018_937_943.pdf , так что, по-видимому, 23 ячейки вместо 20 для марсохода. Я обновлю.