Pewnego dnia z południowego bieguna Księżyca może popłynąć rurociąg tlenu

Program Artemis ma na celu wysłanie ludzi na Księżyc po raz pierwszy od misji NASA Apollo. Ale Artemis ma więcej możliwości niż tylko lądowanie tam ludzi, przeprowadzanie eksperymentów naukowych, zbieranie księżycowych skał, granie w golfa, a następnie wyjazd. Intencją jest ustanowienie spójnej egzystencji.

Będzie to wymagało zasobów, a jednym z tych niezbędnych zasobów jest tlen.

dr Piotr A. Kuriri jest naukowcem NASA od dziesięcioleci i głośno opowiada się za ludzkimi lotami kosmicznymi. Od 2021 roku Kuriri jest dyrektorem naukowym Lunar Resources, Inc. A Lunar Resources proponuje nową koncepcję Artemidy: Oxygen Rurociąg.

Ciągła obecność człowieka na Marsie wymaga kilku rzeczy, aby odnieść sukces, a podstawą sukcesu jest woda i tlen. the Księżycowy Biegun Południowy Zawiera ogromne ilości pierwotnego, stałego lodu wodnego zamrożonego w kraterach regionu, do którego nigdy nie dociera światło słoneczne. Ten lód można stopić i rozdzielić na wodór i tlen.

Wszyscy zaangażowani w naukę o Księżycu wiedzą o tym, a solidną ideą jest to, że lód będzie przetwarzany na miejscu, a tlen będzie umieszczany w kriogenicznych naczyniach ciśnieniowych zwanych dewarami i transportowany tam, gdzie jest potrzebny. Ponieważ tropiki mają najwięcej światła słonecznego i najwięcej energii słonecznej, prawdopodobnie powstaną bazy księżycowe.

Ale zamiast pakowania i transportu tlenu, co mogłoby się skomplikować, Lunar Resources ma inny pomysł: budowę rurociągu tlenowego ze złóż lodu w biegun południowy Lub skąd tlen jest wydobywany z regolitu do obiektów w innych miejscach na Księżycu. Pomysł ten przykuł uwagę NASA, a Lunar South Pole Oxygen Pipeline (LSPOP) jest projektem fazy 1 w NIAC, Innovative Advanced Concept Program NASA.

„Proponujemy rurociąg tlenowy na biegunie południowym Księżyca (L-SPoP), który jest rurociągiem gazowego tlenu do bieguna południowego Księżyca” — napisał Kuriri w komunikacie prasowym, wyjaśniając ten pomysł. „Rurociąg księżycowy nie był jeszcze realizowany i zrewolucjonizuje operacje na powierzchni Księżyca dla programu Artemis oraz zmniejszy koszty i ryzyko”.

Tlen jest kluczowy. Potrzebujemy go w ludzkich siedliskach, pojazdach i systemach podtrzymywania życia w dowolnym miejscu na Księżycu. Potrzebujemy go również jako środka utleniającego do paliwa rakietowego. Transport dużych ilości tlenu z Antarktydy do równika może być uciążliwy i będzie wymagał specjalnych pojazdów, zbiorników i urządzeń. Rurociąg wyeliminowałby z eksploatacji pojazdy i inne zasoby, w tym godziny pracy ludzkiej.

„Proces transportu tego tlenu na łazikach jest bardziej energochłonny niż proces wydobycia i uważa się, że jest to najdroższy aspekt pozyskiwania tlenu na miejscu do wykorzystania na Księżycu, biorąc pod uwagę duże odległości, jakie obszar wydobycia zasobów znajdowałby się od człowieka siedlisko lub zakład skraplania” — pisze Kuriri.

NASA zainwestowała już znaczne fundusze w wydobycie tlenu i wody. Niektóre próby pokazują, że możemy uzyskać wystarczającą ilość tlenu z regolitu. Ale woda może pochodzić tylko z lodu na biegunach i sensowne jest pozyskiwanie stamtąd tlenu, ponieważ część wody i tak musiałaby zostać podzielona, ​​aby uzyskać wodór.

Problemem są rurociągi na ziemi. Ale nie na księżycu. W przypadku księżycowego rurociągu tlenowego przecieki nie mają znaczenia. Nie zanieczyszczaj ani nie wyrządzaj szkód. Tlen po prostu ucieka. Nie ma żadnych zmian ani zmian na powierzchni, które mogłyby zakłócić rurociąg. Jedynym możliwym ryzykiem jest efekt.

Lunar Resources zbada różne koncepcje rurociągów księżycowych, ale zaczyna się od 5-kilometrowego rurociągu. „Naszą wstępną koncepcją jest 5-kilometrowy rurociąg do transportu gazowego tlenu ze źródła wytwarzającego tlen, na przykład miejsca ekstrakcji elektrolizy stopionego regolitu (MRE) lub innego źródła, do stacji magazynowania / skraplania tlenu w pobliżu bazy księżycowej” Kuriri wyjaśnia.

LSPOP będzie produkowany w segmentach na powierzchni Księżyca, a następnie łączony w odcinki o długości pięciu kilometrów. Rurociąg będzie prawdopodobnie wykonany z aluminium, które występuje obficie na Księżycu, zwłaszcza na południu kolumna. „Inne minerały znalezione w miejscu, które również zostaną przeanalizowane pod kątem rozważenia, obejmują żelazo i magnez” – napisał Kuriri.

Rurociąg będzie długoterminowy, możliwy do odzyskania i skalowalny. Byłoby to również tańsze niż inne metody, chociaż produkcja księżycowa nadal wymagałaby wsparcia z Ziemi.

Lunar Resources twierdzi, że rurociąg mógłby być zbudowany mechanicznie z minerałów z księżycowego regolitu, chociaż nadal wymagane byłoby minimalne użycie materiałów ziemskich. Można to również naprawić automatycznie. NASA przewiduje, że Artemida będzie potrzebowała 10 000 kilogramów tlen Na początku LSPOP może go osiągnąć przy natężeniu przepływu około 2 kg/h. Wymaga minimalnej ilości energii przez cały okres eksploatacji i będzie bardzo niezawodny, a jego żywotność w środowisku księżycowym wyniesie ponad 10 lat.

Rurociąg tlenowy do księżycowego bieguna południowego jest jednym z wyborów pierwszego etapu w programie NIAC. Oznacza to, że NASA sfinansuje 9-miesięczne badanie tej koncepcji. Daje możliwość zbadania ogólnej wykonalności i zwiększenia poziomu gotowości technologicznej (TRL) LSPOP. Po zakończeniu Fazy 1 Lunar Resources może ubiegać się o finansowanie Fazy 2, która rozwija koncepcje przez okres do dwóch lat.