Co my widzimy w Księżycu? Skały, mnóstwo skał. Pisarze bajek dla dzieci widzieli w nim ser. A naukowcy? Jak to naukowcy — widzą w nim coś, na co byśmy nie wpadli: na przykład paliwo. Zespół naukowców zbadał możliwość wykorzystania regolitu księżycowego do produkcji paliwa rakietowego.
Przeprowadzone badania to wstęp do wyznaczenia nowych sposobów pozyskiwania energii w przestrzeni kosmicznej i mogą być istotnym wsparciem dla lotów na Marsa i w dalsze zakątki Układu Słonecznego. Jeśli okaże się, że ów proces jest możliwy do zastosowania na szeroką skalę, będziemy mieli znacznie prostsze zadanie w trakcie planowania jakichkolwiek misji w kosmosie.
Eksploracja kosmosu wymaga ogromnych ilości paliwa — obecnie jest to paliwo rakietowe. Jego transport z Ziemi jest jednak kosztowny i wysoce nieefektywny. Każdy kilogram ładunku wystrzelonego w przestrzeń kosmiczną oznacza konieczność zużycia dodatkowego paliwa, co rzecz jasna zwiększa koszty misji właściwie w postępie geometrycznym. Stąd już zasadniczo od lat szukamy alternatywnych źródeł paliwa w przestrzeni kosmicznej.
I tu — cały na biało — wkracza regolit księżycowy, bogaty w minerały i tlen, który może stanowić odpowiedź na to wyzwanie. Wyniki dotychczasowych badań wskazują, że pozyskiwanie paliwa bezpośrednio z Księżyca mogłoby pozwolić na tankowanie statków bez konieczności transportu ogromnych ilości paliwa z Ziemi. Zyskałaby na tym szeroko pojmowana ekonomia misji kosmicznych.
Naukowcy zbadali możliwość wydobycia tlenu z regolitu poprzez proces oczyszczania ilmenitu (minerał znany też jako żelaziak tytanowy) i łączenia go z wodorem w wysokiej temperaturze. Wpierw ilmenit jest oczyszczany i łączony z wodorem, co prowadzi do powstania wody. Proces wymaga bardzo wysokich temperatur i jest (niestety) niezwykle energochłonny. Następnie uzyskana woda jest rozdzielana na wodór i tlen, a kolejnym etapem jest przekształcenie tlenu w postać ciekłą, co pozwala na jego wykorzystanie w roli paliwa rakietowego.
Każdy etap tego procesu wiąże się z dużymi wydatkami energetycznymi, a jego skuteczność zależy od dostępu do odpowiedniej infrastruktury oraz efektywnych źródeł energii. Cały proces wymaga około... 24 kWh energii na każdy kilogram wyprodukowanego ciekłego tlenu. Dla misji kosmicznej wymagającej 500 ton ciekłego tlenu potrzebowalibyśmy aż 12 000 000 kWh energii. To ogromna wartość, ale aby lepiej zrozumieć jej skalę, warto ją porównać do codziennych przykładów.
Jest to ilość energii wystarczająca do zasilenia około 3 000 przeciętnych polskich gospodarstw domowych przez cały rok. Inny przykład? To energia potrzebna do pełnego naładowania około 160 000 Tesli Model S lub przejechania elektrycznym pociągiem dystansu 2 400 kilometrów. Alternatywnie, to ilość energii, jaką duża elektrownia mogłaby wyprodukować w ciągu 12 godzin pracy. Przy średniej cenie energii elektrycznej wynoszącej 1,50 zł/kWh, koszt wyprodukowania 500 ton ciekłego tlenu na Księżycu wyniósłby 18 milionów złotych.
Produkcja paliwa rakietowego na Księżycu może przynieść wiele korzyści. Znacznie obniży koszty misji kosmicznych, eliminując konieczność transportu paliwa z Ziemi. Pozwoli też na eksplorację dalszych obszarów kosmosu, umożliwiając tankowanie statków na orbicie Księżyca lub w innych punktach przestrzeni kosmicznej. Być może kiedyś uda się spowodować, że będzie to proces dużo bardziej wydajny energetycznie.
Czytaj również: Apollo 12 zostawił na Księżycu małe dzieło sztuki. Jakie?
NASA, SpaceX i inne podmioty zajmujące się eksploracją kosmosu z pewnością bacznie przyglądają się wynikom tych badań. Księżyc może stać się pierwszą "stacją (produkcji) paliw w kosmosie, otwierając nam szeroko drzwi do międzyplanetarnych podróży. Jeśli uda się opracować skuteczny i jednocześnie korzystny ekonomicznie system produkcji paliwa na Księżycu, będzie nam łatwiej sięgać coraz dalej w kosmosie. Na razie mamy obiecujące wyniki badań i... kosmiczny wręcz potencjalny "rachunek za prąd" (energię), potrzebny do wyprodukowania dużych ilości paliwa rakietowego na Księżycu.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
