Livsstøtte tilberedt fra månens klipper

Ingeniører har med succes vist, hvordan vand og ilt kan udvindes ved at koge månejorden op, for at understøtte fremtidige månebaser. En laboratoriedemonstrator, udviklet af et konsortium af Politecnico Milano, Den Europæiske Rumorganisation, den italienske rumfartsorganisation og OHB-gruppen, præsenteres i denne uge på Europlanet Science Congress (EPSC) 2021.

Opsætningen bruger en to-trins proces, velkendt i industriel kemi til terrestriske applikationer, der er blevet skræddersyet til at arbejde med en mineralblanding, der efterligner månejorden. Omkring 50% af månens jord i alle områder af Månen består af silicium- eller jernoxider, og disse er igen omkring 26% ilt. Det betyder, at et system, der effektivt udvinder ilt fra jorden, kan fungere på ethvert landingssted eller installation på Månen.

I forsøgsopstillingen, jordsimulatoren fordampes i nærvær af brint og metan, derefter "vasket" med brintgas. Opvarmet af en ovn til temperaturer på omkring 1000 grader Celsius, mineralerne bliver direkte fra et fast stof til en gas, gå glip af en smeltet fase, hvilket reducerer kompleksiteten af ​​den nødvendige teknologi. Producerede gasser og resterende metan sendes til en katalysator og en kondensator, der udskiller vandet. Ilt kan derefter udvindes gennem elektrolyse. Biprodukter af metan og brint genanvendes i systemet.

"Vores eksperimenter viser, at riggen er skalerbar og kan fungere i en næsten fuldstændig selvopretholdt lukket sløjfe, uden behov for menneskelig indgriben og uden at blive tilstoppet, " sagde prof Michèle Lavagna, af Politecnico Milano, der ledede forsøgene.

For nøjagtigt at forstå processen og forberede den nødvendige teknologi til en flyvetest, der er udført eksperimenter for at optimere temperaturen i ovnen, længden og hyppigheden af ​​vaskefaserne, forholdet mellem blandingerne af gasser, og massen af ​​de jordsimulerende batches. Resultater viser, at udbyttet maksimeres ved at behandle jordsimulanten i små partier, ved de højest mulige temperaturer og ved brug af lange vaskefaser.

Det faste biprodukt er rigt på silica og metaller, der kan gennemgå yderligere forarbejdning til andre ressourcer, der er nyttige til in-situ udforskning af Månen.

"Evnen til at have effektive vand- og iltproduktionsfaciliteter på stedet er grundlæggende for menneskelig udforskning og for at drive højkvalitetsvidenskab direkte på Månen, " sagde Lavagna. "Disse laboratorieeksperimenter har uddybet vores forståelse af hvert trin i processen. Det er ikke slutningen på historien, men det er et meget godt udgangspunkt."