虽然没有大气层,它有大量的氧气,所有这些氧气都以氧化物的形式与月球表面的尘埃混合在一起。
去年,科学家发表了一篇关于如何提取它的论文来自月球尘埃(风化层)模拟物; 现在,第一个原型制氧厂将尝试更大规模地提取氧气。
如果它有效,它可以为人类提供重要的资源,帮助未来的月球任务,甚至可能建立长期的月球基地和殖民地。
“拥有自己的设施使我们能够专注于氧气的生产,并在从风化层模拟物中提取氧气时用质谱仪对其进行测量,”化学家贝丝·洛马克斯说来自苏格兰格拉斯哥大学。
“能够从月球上发现的资源中获取氧气显然对未来的月球定居者非常有用,无论是用于呼吸还是在当地生产火箭燃料。”
月球基地的艺术家插图。 (P.卡里尔/欧空局)
该设施设在欧洲航天局欧洲空间研究与技术中心在荷兰,她将使用 Lomax 和她的同事开发的技术。
我们知道,根据返回的月球风化层样本(月球表面的松散尘埃、岩石和污垢),这种材料中的氧气实际上非常丰富。 风化层重量的 40% 到 45% 是氧气。
使用地球上制造的月球风化层的精确副本,称为月球风化层模拟物过去曾尝试找出如何提取氧气,但结果不佳——太复杂、产量太低或对风化层有破坏性。
正如我们去年报道的那样洛马克斯的团队使用一种称为熔盐电解的技术改变了这一切。
首先,将风化层放入衬有网状的篮子中。 添加氯化钙(电解质),并将混合物加热至 950 摄氏度左右,该温度不会熔化材料。 然后,施加电流。 这会提取氧气,并将盐迁移到阳极,在那里可以轻松去除盐。
(Lomax 等人,行星与空间科学,2019)
这可以从风化层中提取高达 96% 的氧气; 作为额外的好处,这个过程留下的材料是金属合金的混合物。
“这是另一条有用的研究方向,看看可以用它们生产什么最有用的合金,以及它们可以用于什么样的应用,”材料科学家 Alexandre Meurisse 说道欧洲航天局的。
“例如,它们可以直接 3D 打印吗?还是需要精炼?金属的精确组合将取决于风化层在月球上的哪个位置获得——存在显着的区域差异。”
该设施目前的设置是基于商业脱氧设施,其中氧气只是被排放掉的无用副产品。 然而,随着设施的发展,将包括一种储存氧气的方法。
当然,最终目标是开发一种可以使用真正的月球风化层(而不是模拟物)在月球上运行的设施。
“欧空局和美国宇航局正带着载人任务返回月球,这一次是为了留下来,”托马索·吉迪尼说,欧洲航天局结构、机制和材料部门负责人。
“因此,我们正在将我们的工程方法转变为系统地利用月球资源。我们正在努力实现人类在月球上的持续存在,也许有一天”。