Инженеры рассчитали, что потребуется для производства на Луне ракетного топлива, пишет Proceedings of the National Academy of Sciences. На самом деле речь идет не совсем о топливе, а о том веществе, без которого это топливо гореть не будет — об окислителе. В данном случае — о кислороде, благодаря которому огонь горит на Земле.
Как выяснилось много десятилетий назад после доставки на Землю лунного грунта, в нем кислорода очень много, он входит в состав разнообразных минералов. И недавно ученые решили рассмотреть вариант извлечения кислорода из очень часто встречающегося в лунных породах минерала ильменита. Кстати, в нем содержится еще и титан, а это тоже исключительно полезное сырье для аэрокосмической промышленности.
Исследователи объяснили, что для получения из него кислорода нужны многосложные манипуляции. Сначала надо, конечно, отделить сам ильменит от всего остального, а потом соединить его с водородом так, чтобы получилась вода, и уже эту воду разложить путем электролиза на водород и кислород.
Реакция ильменита и водорода должна происходить при очень высокой температуре, то есть это уже потребует много энергии. Электролиз и необходимое после этого сжижение уже готового кислорода — тоже весьма энергозатратные процессы. В общей сложности по расчетам выходит, что на производство одного килограмма жидкого кислорода нужно 24 киловатт-час энергии.
Стоит отметить, что в качестве источников электричества на Луне рассматривают атомные генераторы и солнечные батареи. Исследователи подсчитали, что для получения 500 тонн окислителя специальная энергоустановка должна проработать два года подряд.
Интересно, что для возвращения астронавтов с Луны на Землю во время миссий «Аполлон» требовалось в общей сложности около 10-20 тонн топлива и окислителя. При этом окислителя в двигателях всегда нужно больше, чем топлива. Но все равно получается, что для «Аполлонов» на заполнение бака окислителем потребовалось бы несколько недель.
Добавим, что на самом деле на Луне можно добывать кислород не из минералов, а непосредственно из воды: в полярных регионах естественного спутника Земли обнаружены богатые залежи водяного льда. Именно поэтому космические державы стремятся построить собственные научные станции у Южного полюса Луны: он имеет некоторые преимущества по сравнению с Северным с точки зрения освещаемости Солнцем — там ночи не такие длинные и температуры чуть менее экстремальны. При этом из воды можно получать не только окислитель: водород — самое настоящее ракетное топливо.
Ранее инженеры представили проект полноценной инфраструктуры для будущей лунной базы, которая одновременно обеспечит астронавтов и энергией, и бесперебойной связью.
