Варианты изготовления ракетного топлива с использованием природных ресурсов Луны

Основываясь на том, что известно о химическом составе лунной поверхности благодаря дистанционному зондированию и исследованию поверхности, какие исходные ингредиенты, вероятно, будут доступны для производства ракетного топлива?

Если в глубоких кратерах вблизи полюсов Луны есть водяной лед, жидкий водород и кислород могут генерироваться из воды, требующей большого количества энергии. Но чтобы получить хранимое гиперголическое топливо, такое как гидразин и тетраоксид азота, вам также нужен азот.

Ответы (3)

Существует ряд видов ракетного топлива, которые можно изготовить из лунного камня, которые подробно обсуждаются в этом ответе и связанных документах. Алюминий и жидкий кислород кажутся, пожалуй, ведущими претендентами. Ни одно из них не так хорошо во всех отношениях, как «нормальные» виды топлива, такие как керосин и жидкий кислород, и есть некоторые технические проблемы, но они возможны.

Есть недавние свидетельства наличия воды (вероятно, в виде чуть менее иссушенных, но все же основательно промерзших камней) на Южном полюсе Луны, где есть кратеры в постоянной тени. Если это можно извлечь, то можно приготовить жидкий водород и жидкий кислород.

Алюминий, превращенный в наноразмерные частицы, можно смешать с водяным льдом, чтобы получить топливо под названием ALICE. НАСА уже запустило небольшую ракету с использованием ALICE.

ЭЛИС Топливная запись в Википедии

Другой вариант — использовать чистую воду с ядерным двигателем, нагревающим ее до чрезвычайно высокой температуры. Это будет работать для прыжков из точки в точку или поездок с лунной поверхности на орбиту и обратно. Это имеет более низкий ISP, чем жидкое кислородно-водородное топливо, но позволяет избежать криогенной обработки, хранения и транспортировки на Луне.

На тот момент это меньше "ракетного топлива" и больше "реактивной массы"... педантично, я знаю

Лунный реголит содержит более 40 весовых % кислорода, но остальные металлы и кремний плохо подходят для изготовления топлива. Углерода или водорода очень, очень мало, менее 1 %. Без воды невозможно приготовить хорошее топливо.

введите описание изображения здесь

Повсеместное распространение и обилие кислорода в горных породах и почвах в космосе (42–45 % по весу в лунных образцах) побуждают ученых и инженеров разрабатывать наиболее эффективные методы его извлечения.

Источник таблицы .

Освобождение лунного кислорода: доставить на Луну некоторое количество водорода, восстановить оксиды железа реголита , пропустить полученный водяной пар через конденсатор и электролизную ячейку. Таким образом, вы запускаете водород по кругу и производите кислород из лунного грунта. Тем не менее, вам нужно много энергии и немного оборудования.
@DohnJoe Горячее железо превращает водяной пар в водород, именно так Лавуазье открыл водород. Но восстанавливает ли водород горячие оксиды железа до железа без повторного расщепления образовавшейся воды?
Если пропустить поток горячего водорода через слой горячих оксидов железа, поток водяного пара выйдет из вашего реакционного сосуда. Конечно, вам нужно отделить пары от газообразного водорода, прежде чем газ снова попадет в реактор. Оксиды железа можно восстановить водородом или окисью углерода, когда они еще твердые, поэтому этот процесс называется прямым восстановлением железа. Термолиз воды происходит при очень высоких температурах.