На Луне можно одновременно получать и воду, и кислород, притом только с помощью энергии Солнца, пишет издание Joule. По опубликованным данным, ученые успешно испытали эту технологию на имитаторе лунного грунта — за основу взяли образцы, доставленные в 2020 году из Океана Бурь китайским аппаратом «Чанъэ-5».
Надо сказать, воды в этих образцах оказалось крайне мало, и тем не менее она там есть — похоже, образовалась под действием солнечной радиации: летящие от Солнца протоны ударяются о поверхность и «обзаводятся» электронами в грунте, и так получается атом водорода, а затем этот водород соединяется с кислородом, которого в лунном веществе довольно много.
Ранее во время экспериментов при нагреве грунта от «Чанъэ-5» действительно выделялся водяной пар. Более того, по расчетам ученых, из тонны лунного реголита можно получить как минимум 51 литр воды. При этом известно, что на дне постоянно затененных кратеров в лунных полярных регионах хранятся крупные запасы воды в виде льда. И все это исследователи в последние годы обдумывают с целью предоставить будущим лунным экипажам возможность добывать на Луне жизненно необходимые ресурсы.
Помимо, собственно, получения и фильтрации лунной воды для питья, есть идея расщеплять ее на водород и кислород, чтобы использовать как ракетное топливо. Но для этого до сих пор предполагалось применять метод электролиза, то есть расщепление должно проходить под действием электричества. Это означает необходимость использования ядерного реактора либо солнечных панелей. Нынешний эксперимент дает надежду, что без этого можно будет обойтись.
Опробованный метод называется фототермическим катализом. Его суть в том, что грунт нагревается до температуры в сотни градусов Цельсия путем фокусировки на нем солнечного света при помощи оптики — линз, зеркал. Это уже сравнительно несложный способ извлечения воды.
А далее нужно пустить в дело углекислый газ, который на Луне тоже будет доступен — его выдыхают астронавты. Этот диоксид углерода будет вступать в реакцию с водой под действием катализатора, который есть в том же самом грунте — это минерал под названием ильменит. В итоге получаются угарный газ, молекулярный водород и молекулярный кислород.
Более того, американский планетолог Филип Метцгер рассказал, что таким же образом можно получать и метан, а он даже более привлекателен в качестве топлива, чем водород — он менее взрывоопасен, его легче хранить.
Конечно, у этого метода есть и проблемы — к примеру, нагреву подвергается только верхний слой грунта, тепло не проходит вглубь. К тому же возникает вопрос, хватит ли для реакции выдыхаемого астронавтами углекислого газа. Тем не менее ученые в целом считают эту идею очень перспективной.
Ранее инженеры предложили накрыть лунный кратер крышкой, чтобы создать в нем герметичное пространство для лунной базы.
