Syre rankas just där som en av de viktigaste resurserna för användning i rymdutforskning. Det är inte bara en kritisk komponent i raketbränsle, det är också nödvändigt för astronauter att andas var som helst utanför jordens atmosfär. Tillgängligheten av denna rikliga resurs är inte ett problem – den är allmänt tillgänglig i hela solsystemet. En plats där det är särskilt utbrett är månregolit, det tunna materialskiktet som utgör månens yta. Svårigheten kommer från en av syrgas egenheter - det binder till nästan allt.
Ungefär 45 % av regolitens vikt är syre, men det är det bunden till material som järn och titan. För att kunna använda både syret och de material som det är bundet till måste de separeras. Och ett brittiskt företag, med stöd från Europeiska rymdorganisationen , har börjat testa en teknik för att bedöma dess potentiella effektivitet på månen.
Företaget, ringde Metalys , gör redan jordbundna maskiner som är kapabla att isolera metaller i bundna konfigurationer med syre. I ett nytt steg använde företaget sin process för att extrahera syre och metaller från simulerad månregolit, vilket är den bästa proxyn här på jorden för faktisk jord på månen.
UT-video som visar hur resursanvändning på plats, inklusive att skapa syre från regolit, kan revolutionera utforskning av rymden.
Experimentet fungerade bra, men kommer att kräva lite finjustering för att öka mängden syre som frigörs. Processen sänker det syrehaltiga materialet i ett bad av smält salt och leder sedan en elektrisk ström genom det kombinerade saltet och regoliten. Den elektriska laddningen tillåter syre att bryta dess bindningar med metallerna som håller det i oxidform, och de är sedan fria att migrera och samlas vid en laddad elektrod. Ett blandat metallpulver lämnas sedan kvar.
Denna metall kan, om den används på rätt sätt, användas i materialavlagringssystem som 3D-utskrift, men än så länge är det att sätta vagnen framför hästen. Experimentet Metalysis utförde, som äger rum i en specialiserad kammare i storleken av en tvättmaskin, är utomordentligt krafthungrig och fokuserar främst på metallutvinning. Alla tre av dessa egenskaper måste modifieras om processen ska kunna användas effektivt i rymden.
Video som beskriver Metalysis grundteknologi, med fokus på metallutvinning för den jordbundna marknaden.
Kredit: Research & Impact på Sheffield Youtube
Själva kammaren måste krympa för att passa ihop med annan utrymmesbunden utrustning. Kraftbehovet kommer att behöva minska eftersom det finns en allvarlig brist på energi tillgänglig på plats på månen. Och eftersom syre är mer värdefullt än metaller på månen, måste processen justeras med olika reaktanter för att extrahera den maximala mängden syre från materialet.
ESA-forskare arbetar med det simulerade måndammsexperimentet.
Kredit: ESA
Metalysis och ESA:s ingenjörer har fortfarande lite tid på sig innan deras process skulle behövas på månen. NASA:s nuvarande ambitiösa Artemis Programplanen är att placera en person tillbaka på månen om fyra år. Om det finns ett system som kan skapa raketbränsle och andningsbar gas för dem vid ankomsten, kommer det att vara ett stort steg mot att säkra framtida utforskningsuppdrag från månens yta.
Läs mer:
ESA – Att förvandla måndamm till syre
SpaceRef – Förvandla Moon Dust till syre
Upptäck - Att göra luft från måndamm: Forskare skapar en prototyp av Lunar Oxygen Plant
Lead Image Credit: ESA