Солнечный реактор превращает лунный грунт в воду и кислород

Ученые предложили компактную установку, способную одновременно извлекать воду из лунного грунта и превращать ее вместе с углекислым газом в топливо и кислород.
Автор Наука Mail
Фото лунной поверхности
Фотография лунной поверхности, сделанная китайским посадочным модулем «Чанъэ-5», который собирал образцы в 2020 году.Источник: CNSA

Миссия «Чанъэ-5», доставившая на Землю образцы лунного грунта, показала, что на поверхности спутника есть вода. Ученые разработали установку, работающую на солнечном свете. Сначала она нагревает лунный грунт и извлекает из него воду. Затем из этой воды и углекислого газа образуются водород, кислород и угарный газ (CO). Исследование опубликовано в издании Joule.

Важную роль в реакции играет минерал ильменит (FeTiO₃). Он способен запускать фототермохимический процесс при температуре около 250°C, достижимой на Луне благодаря интенсивному солнечному излучению. В лабораторных условиях удалось доказать устойчивую работу системы при разных давлениях и интенсивности света, говорится в заявлении.

Механизм химической реакции очень интересен и полезен, а также актуален для добычи ресурсов на Луне.
Хайхуэй Джой Цзян
доктор наук из Сиднейского университета
Схематическая иллюстрация извлечения и использования лунной воды
А. При нагревании лунного грунта CE-5 (из миссии Chang-5) выделяется вода B. Преобразование углекислого газа (CO₂) в угарный газ (CO) под действием света и температуры 250°C C. Спектры инфракрасного отражения показывают, как при нагреве меняется химический состав поверхности CE-5 — признаки образования CO и ОН. D. На постоянной температуре (250°C) видно, как реакция с CO₂ продолжается со временем — фиксируются устойчивые признаки синтеза CO и OH. E. Схема: как можно использовать солнечную энергию и лунный грунт для получения воды и топлива прямо на Луне.Источник: Joule

Ученым еще предстоит справиться с ограничениями: экстремальные перепады температур, вакуум и сильное солнечное излучение. Кроме того, в грунте не всегда достаточно воды, а объем доступного CO₂ на Луне ограничен. Если удастся преодолеть технические барьеры и адаптировать реактор к условиям Луны, у человечества появится автономный способ обеспечить астронавтов водой, воздухом и топливом без дорогостоящей доставки с Земли.

Ранее Наука Mail писала о новом луноходе NASA, который будет искать лед и изучать недра южного полюса Луны.