เลนส์โฟกัสที่จะผลิตออกซิเจนและกระสุนจากสุญญากาศที่เต็มไปด้วยสูญญากาศ คลิกเพื่อดูภาพขยาย
เมื่อนักบินอวกาศกลับไปที่ดวงจันทร์เพื่อสำรวจและสร้างฐานดวงจันทร์ในที่สุดพวกเขาจะต้องการออกซิเจน…และอีกมากมาย นักวิจัยของนาซ่ากำลังใช้เทคนิคที่เรียกว่าสุญญากาศไพโรไลซิสโดยที่ regolith ถูกทำให้ร้อนจนกว่ามันจะปล่อยออกซิเจนออกมา แสงจากดวงอาทิตย์ถูกโฟกัสโดยเลนส์เพื่อให้ความร้อนแก่ดวงจันทร์ถึง 2,500 องศาเซลเซียสมากที่สุดเท่าที่ 20% ของดินถูกเปลี่ยนเป็นออกซิเจนฟรีและตะกรันที่เหลือสามารถนำมาใช้กับอิฐการป้องกันรังสีหรือทางเท้า
ปัญหาแรก ๆ ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของนักบินอวกาศอพอลโลบนดวงจันทร์ก็คือฝุ่น มันได้ทุกที่รวมถึงปอดของพวกเขา นั่นอาจเป็นที่ที่นักสำรวจดวงจันทร์ในอนาคตได้รับลมหายใจต่อไป: ชั้นดินที่เต็มไปด้วยฝุ่นของดวงจันทร์นั้นมีออกซิเจนเกือบครึ่งหนึ่ง
เคล็ดลับคือการแยกมัน
“ สิ่งที่คุณต้องทำคือทำให้กลายเป็นไอ” เอริคคาร์ดิฟจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่ากล่าว เขาเป็นผู้นำหนึ่งในหลาย ๆ ทีมพัฒนาวิธีในการจัดหาออกซิเจนสำหรับนักบินอวกาศที่พวกเขาต้องการบนดวงจันทร์และดาวอังคาร (ดูวิสัยทัศน์สำหรับการสำรวจอวกาศ)
ดินทางจันทรคติอุดมไปด้วยออกไซด์ คาร์ดินัลที่พบมากที่สุดคือซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2)“ เหมือนหาดทราย” คาร์ดิฟฟ์กล่าว อีกทั้งยังมีออกไซด์ของแคลเซียม (CaO) เหล็ก (FeO) และแมกนีเซียม (MgO) เพิ่มทั้งหมดของ O: 43% ของมวลดินบนดวงจันทร์เป็นออกซิเจน
คาร์ดิฟฟ์กำลังทำงานเกี่ยวกับเทคนิคที่ทำให้ดินบนดวงจันทร์ร้อนจนกว่าพวกเขาจะปล่อยออกซิเจน “ มันเป็นแง่มุมทางเคมีที่เรียบง่าย” เขาอธิบาย “ วัสดุใด ๆ ที่ร่วงลงสู่อะตอมถ้าทำร้อนพอ” เทคนิคนี้เรียกว่า vacuum pyrolysis – pyro แปลว่า“ ไฟ” lysis หมายถึง“ แยก”
“ มีหลายปัจจัยที่ทำให้ไพโรไลซิสน่าสนใจกว่าเทคนิคอื่น ๆ ” คาร์ดิฟฟ์อธิบาย “ มันไม่จำเป็นต้องมีวัตถุดิบที่จะนำมาจากโลกและคุณไม่จำเป็นต้องมีแร่ธาตุใด ๆ ” เพียงแค่ยกสิ่งที่อยู่บนพื้นและใช้ความร้อน
ในการพิสูจน์หลักการคาร์ดิฟฟ์และทีมของเขาใช้เลนส์เพื่อโฟกัสแสงอาทิตย์เข้าไปในห้องสุญญากาศขนาดเล็กและให้ความร้อนแก่ดินจันทรคติจำลอง 10 กรัมถึง 2,500 องศาเซลเซียสตัวอย่างทดสอบรวมถึง ilmenite และ Minnesota Lunar Simulant หรือ MLS-1a Ilmenite เป็นแร่เหล็ก / ไทเทเนียมที่โลกและดวงจันทร์มีเหมือนกัน MLS-1a ทำจากหินบะซอลต์อายุหนึ่งพันล้านปีที่พบบนชายฝั่งทางเหนือของทะเลสาบสุพีเรียและผสมกับอนุภาคแก้วที่จำลององค์ประกอบของดินดวงจันทร์ ดินบนดวงจันทร์ที่เกิดขึ้นจริงนั้นมีราคาสูงเกินไปสำหรับการวิจัยในตอนนี้
ในการทดสอบของพวกเขา“ มากถึง 20 เปอร์เซ็นต์ของดินจำลองถูกเปลี่ยนเป็นออกซิเจนฟรี” คาร์ดิฟฟ์ประเมิน
สิ่งที่เหลืออยู่คือ“ ตะกรัน” ซึ่งเป็นวัสดุที่มีออกซิเจนต่ำโลหะสูงมักจะเป็นแก้ว คาร์ดิฟกำลังทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่ Langley Research Center ของ NASA เพื่อหาวิธีที่จะทำให้ตะกรันเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์เช่นการป้องกันรังสีอิฐก้อนชิ้นส่วนอะไหล่หรือแม้แต่ทางเท้า
ขั้นตอนต่อไป: เพิ่มประสิทธิภาพ “ ในเดือนพฤษภาคมเราจะทำการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้วยเครื่องดูดฝุ่นที่หนักกว่า” ในการดูดสูญญากาศเขาอธิบายว่าออกซิเจนสามารถสกัดได้โดยใช้พลังงานน้อยกว่า การทดสอบครั้งแรกของคาร์ดิฟฟ์อยู่ที่ 1 / 1,000 Torr นั่นคือ 760,000 เท่าบางกว่าความดันระดับน้ำทะเลบนโลก (760 Torr) เมื่อวันที่ 1 ล้านของ Torr - บางกว่าพันเท่า -“ อุณหภูมิที่ต้องการลดลงอย่างมาก”
คาร์ดิฟไม่ได้อยู่คนเดียวในภารกิจนี้ ทีมนำโดย Mark Berggren จาก Pioneer Astronautics ใน Lakewood, CO กำลังทำงานในระบบที่เก็บเกี่ยวออกซิเจนโดยการเปิดเผยดินบนดวงจันทร์ให้เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ ในการสาธิตครั้งหนึ่งพวกเขาสกัดออกซิเจน 15 กิโลกรัมจากดวงจันทร์จำลอง 100 กิโลกรัมซึ่งมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเทคนิคไพโรไลซิสของคาร์ดิฟ: มีมากขึ้น
D.L. Grimmett of Pratt & Whitney Rocketdyne ใน Canoga Park, CA ทำงานกับแมกมาอิเล็กโทรไลซิส เขาละลาย MLS-1 ที่ประมาณ 1,400 องศา C ดังนั้นมันก็เหมือนกับแมกมาจากภูเขาไฟและใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อปลดปล่อยออกซิเจน: มากขึ้น
ในที่สุด NASA และสถาบันวิจัยอวกาศฟลอริดาผ่านการท้าทาย Centennial ของ NASA สนับสนุนการแข่งขัน MoonROx การแข่งขัน Moon Regolith Oxygen รางวัล $ 250,000 ไปยังทีมที่สามารถดึงออกซิเจนที่ระบายอากาศได้ 5 กิโลกรัมจาก JSC-1 ดวงจันทร์ simulant ในเวลาเพียง 8 ชั่วโมง
การแข่งขันจะสิ้นสุดลงในวันที่ 1 มิถุนายน 2008 แต่ความท้าทายของการใช้ชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นจะคงอยู่ตลอดไป
มีไอเดียสุดฮอตบ้างไหม?
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
