진공 문 먼지로 채워진 챔버에서 산소와 슬러그를 생성하는 포커싱 렌즈. 클릭하면 확대
우주 비행사가 달로 돌아와서 달의 기초를 탐험하고 건설하려면 산소가 필요합니다. NASA 연구원들은 진공 열분해라고하는 기술을 사용하고 있는데,이 곳에서 regolith가 산소를 방출 할 때까지 가열됩니다. 태양의 빛은 렌즈를 통해 달 토양을 2,500도까지 가열하는 데 초점을 맞췄습니다. 토양의 20 %가 유리 산소로 전환되었으며 남은 슬래그는 벽돌, 방사선 차폐 또는 포장에 사용될 수 있습니다.
달의 아폴로 우주 비행사들이 지적한 초기의 지속적인 문제는 먼지였다. 폐를 포함한 모든 곳에서 사용되었습니다. 이상하게도, 그것은 미래의 달 탐험가들이 다음 호흡을 할 수있는 곳일 것입니다. 달의 먼지가 많은 토양층은 거의 절반의 산소입니다.
트릭은 그것을 추출하고 있습니다.
NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 에릭 카디프 (Eric Cardiff)는 말한다. 그는 달과 화성에 필요한 우주 비행사 산소를 제공하는 방법을 개발하는 여러 팀 중 하나를 이끌고 있습니다. (우주 탐사 비전을 참조하십시오.)
달 토양은 산화물이 풍부합니다. 카디프는“가장 모래와 같은 이산화 규소 (SiO2)가 가장 일반적이다. 또한, 칼슘 (CaO), 철 (FeO) 및 마그네슘 (MgO)의 산화물이 풍부하다. 달의 토양 질량의 43 %는 산소입니다.
카디프는 달 토양이 산소를 방출 할 때까지 가열하는 기술을 연구하고 있습니다. "이것은 화학의 간단한 측면입니다."라고 그는 설명합니다. "충분히 가열되면 어떤 물질도 원자로 부서집니다." 이 기술을 진공 열분해라고합니다. 피로는 "화재", 용해는 "분리"를 의미합니다.
카디프는“여러 가지 요소가 다른 기술보다 열분해를 더 매력적으로 만든다”고 설명했다. "지구에서 원료를 가져올 필요가 없으며 특정 광물을 기대할 필요가 없습니다." 땅에있는 것을 퍼 내고 열을 가하면됩니다.
원칙적으로 Cardiff와 그의 팀은 렌즈를 사용하여 작은 진공 챔버에 햇빛을 집중시키고 10g의 모의 달 토양을 약 2,500도까지 가열했습니다. 테스트 샘플에는 ilmenite 및 Minnesota Lunar Simulant 또는 MLS-1a가 포함되었습니다. 일메 나이트는 지구와 달이 공통으로 갖는 철 / 티타늄 광석입니다. MLS-1a는 슈페리어 호수의 북쪽 해안에있는 수십억 년 된 현무암으로 만들어졌으며 달의 토양 조성을 시뮬레이션하는 유리 입자와 혼합되었습니다. 실제 음력 토양은 현재 그러한 연구에 너무 가치가 있습니다.
카디프는“시험에서 모의 토양의 최대 20 %가 유리 산소로 전환되었다”고 평가했다.
남은 것은 산소가 적고 금속성이 높으며 종종 유리질 물질 인 "슬래그"입니다. Cardiff는 NASA의 Langley Research Center 동료들과 협력하여 슬래그를 방사선 차폐, 벽돌, 예비 부품 또는 포장과 같은 유용한 제품으로 만드는 방법을 알아 내고 있습니다.
다음 단계 : 효율성 향상 "5 월에는 더 낮은 진공 상태에서 더 낮은 온도에서 테스트를 실행할 예정입니다." 그는 단단한 진공 상태에서 적은 전력으로 산소를 추출 할 수 있다고 설명했다. 카디프의 첫 번째 테스트는 1 / 1,000 Torr입니다. 지구의 해수면 압력보다 760,000 배 더 얇습니다 (760 Torr). 1 천분의 1의 Torr (천 배나 더 얇음)는“필요한 온도가 상당히 낮아집니다.”
이 퀘스트에서 카디프는 혼자가 아닙니다. 콜로라도 주 레이크 우드에있는 파이오니어 우주 비행사의 Mark Berggren이 이끄는 팀은 달 토양을 일산화탄소에 노출시켜 산소를 수확하는 시스템을 연구하고 있습니다. 한 시연에서 그들은 카디프의 열분해 기술과 비슷한 효율 인 100 kg의 달 유제에서 15 kg의 산소를 추출했습니다.
D.L. 캘리포니아 주 카노가 파크에있는 Pratt & Whitney Rocketdyne의 Grimmett는 마그마 전기 분해를 연구하고있다. 그는 약 1,400 ℃에서 MLS-1을 용융시킨다. C는 화산에서 나온 마그마와 같으며 전류를 사용하여 산소를 제거합니다.
마지막으로 NASA와 플로리다 우주 연구소는 NASA의 센 테니얼 챌린지를 통해 Moon Regolith Oxygen 대회 인 MoonROx를 후원하고 있습니다. JSC-1 달 모사 제에서 단 8 시간 만에 5kg의 통기성 산소를 추출 할 수있는 25 만 달러의 상금이 팀에 수여됩니다.
이 대회는 2008 년 6 월 1 일에 마감되지만 다른 행성에 사는 것은 몇 세대 동안 지속될 것입니다.
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원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
