 |
Статьи по астрономии
|
|
|
|
Рассылка
|
|
|
Голосование
|
|
|
|
Реклама
|
|
|
|
|
|
|
Главная
Статьи
Статьи NASA на русском
|
Дышащий лунный грунт
|
09 06/06
|
|
Рубрика:
Статьи NASA на русском
Автор:
NASA
|
Просмотров: 249
Оригинальная версия»
|
|
|
|
На Луне находится большое количество кислорода, который смогут использовать будущие астронавты. И он прямо под ногами.
|
|
Первой и необычайно стойкой проблемой, с которой астронавты Аполлона столкнулись на Луне, была лунная пыль. Она проникала всюду, даже в легкие. Но, как это ни странно, именно она может впоследствии стать источником пригодного для дыхания воздуха для будущих исследователей Луны: дело в том, что пылеобразный слой лунного грунта наполовину состоит из кислорода.
Хитрость лишь в том, чтобы извлечь его.
Вверху: геолог Аполлона-17 Гаррисон «Джек» Шмит собирает богатый кислородом лунный грунт.
«Единственное, что необходимо сделать – это выпарить все ненужное», - говорит Эрик Кардифф (Eric Cardiff), сотрудник Центра космических полетов NASA имени Годдара (Goddard Space Flight Center). Он возглавляет одну из нескольких групп, занимающихся разработкой способов обеспечения астронавтов кислородом, необходимым им на Луне и Марсе. (См. сайт Программы по освоению космического пространства Vision for Space Exploration)
Лунный грунт изобилует оксидами. Наиболее распространенным является диоксид кремния (SiO2), по словам Кардиффа, «он похож на пляжный песок». Также в большом количестве присутствуют оксиды кальция (CaO), железа (FeO) и магния (MgO). Подытожив все эти оксиды, мы увидим, что 43% массы лунного грунта представляют собой кислород.
Кардиф работает над методом, суть которого состоит в нагревании лунного грунта до тех пор, пока он не начинает выделять кислород. «Здесь действуют простые законы химии», - объясняет он. –«Любой материал, если его достаточно накалить, рассыплется на атомы». Этот метод называется вакуумный пиролиз, от pyro, что означает «огонь», и lysis, что означает «разделять».
«Преимущество пиролиза перед другими методами объясняется целым рядом факторов», - поясняет далее Кардифф. «Чтобы применить этот метод, не требуется ни привозить сырье с Земли, ни производить поиски определенного минерала». Необходимо лишь просто собрать грунт под ногами и подвергнуть его нагреванию.
Чтобы подтвердить этот принцип, Кардифф и его группа, воспользовавшись линзой, сфокусировали солнечный свет на крохотной вакуумной камере и нагрели 10г искусственного лунного грунта до приблизительно 2500 градусов по Цельсию. В качестве образцов для этого эксперимента были взяты ильменит (титанистый железняк) и вещество, получившее название «Миннесотская имитация лунного грунта» (Minnesota Lunar Simulant или MLS-1a). Ильменит представляет собой железо-титановую руду, которая имеется как на Земле, так и на Луне. MLS-1a изготовлен из базальта возрастом один миллиард лет, найденного на северном побережье Верхнего озера (Lake Superior), смешанного с частицами стекла, что имитирует состав лунного грунта. Настоящий лунный грунт слишком дорог для проведения подобного исследования на данном этапе.
Линза фокусирует солнечный свет на вакуумной камере, наполненной искусственной лунной пылью, что приводит к образованию кислорода и «шлака».
В этих экспериментах, по подсчетам Кардиффа, «в свободный кислород преобразовывалось до 20 процентов искусственного грунта».
Остаток представлял собою «шлак» - материал с низким содержанием кислорода и высоким содержанием металлов, часто стеклообразный на вид. Сейчас Кардифф вместе со своими коллегами из Исследовательского центра NASA имени Лэнгли (NASA's Langley Research Center) пытается выяснить, как с пользой применить этот шлак, например, для изготовления средств противорадиационной защиты, кирпичей, запасных частей и даже дорожного покрытия.
Следующим шагом является увеличение эффективности. «В мае мы планируем провести испытания при более низких температурах, но в условиях более высокого вакуума». В условиях высокого вакуума кислород можно извлекать с меньшими затратами энергии. Первое испытание Кардифф провел при давлении 1/1,000 Торр. Это в 760 000 раз меньше, чем атмосферное давление над уровнем моря (760 Торр). При одной миллионной доле Торр, что, в свою очередь, еще в тысячу раз меньше, «необходимая температура существенно понижается».
Шлак – побочный продукт с низким содержанием кислорода, образующийся в результате действия прибора Кардиффа. Шлак может использоваться в качестве сырья для изготовления кирпичей, дорожного покрытия или средств противорадиационной защиты.
Кардиф не одинок в своих научных поисках. Группа ученых, возглавляемая Марком Берггреном (Mark Berggren) и представляющая исследовательскую компанию Pioneer Astronautics (г. Лейквуд, штат Колорадо), работает над созданием системы, которая позволит извлекать кислород из лунного грунта, подвергая его воздействию угарного газа. Во время демонстрации своего метода им удалось извлечь 15 кг кислорода из 100 кг искусственного лунного грунта, что по эффективности не уступает методу пиролиза, предложенному Кардиффом: подробнее.
Д.Л. Гримметт (D.L. Grimmett), представляющий компанию Pratt & Whitney Rocketdyne (г. Канога-Парк, Калифорния), занимается разработкой метода магматического электролиза. Он расплавляет MLS-1 при температуре около 1400 градусов по Цельсию до состояния, подобного вулканической магме, и при помощи электрического тока извлекает кислород: подробнее.
И в заключение, NASA совместно с Институтом космических исследований во Флориде, в рамках программы NASA «Вызов Столетия» (Centennial Challenge), финансируют проведение конкурса по извлечению кислорода из поверхностного лунного грунта под названием MoonROx (Moon Regolith Oxygen). Приз в сумме 250 000 долларов США получит исследовательская команда, которая сможет всего лишь за 8 часов извлечь 5 кг пригодного для дыхания кислорода из JSC-1 - вещества, имитирующего лунный грунт.
Конкурс заканчивается 1 июня 2008 г., однако проблема выживания на других планетах будет оставаться открытой для многих будущих поколений.
А у вас есть свежие идеи?
Переводчик: Карплюк Ольга (Бюро переводов "Гольфстрим")
Права на статью, а также фотографические и иные материалы к ней принадлежат NASA
Перевод статьи осуществлен Бюро переводов "Гольфстрим" и размещен на сайте с разрешения NASA
Права на перевод принадлежат ООО "Гольфстрим+"
Копирование перевода статьи, а также фотографических и иных материалов к ней, в целях размещения на иных сайтах в сети интернет, а также для издания и распространения в бумажном варианте, в том числе, но не исключая иного, в журналах, газетах, книгах и прочее, возможно только с разрешения ООО "Гольфстрим+", по согласованию с NASA. |
|
Читать другие Статьи на данную тему
| 30.08.2007 |
Космический телескоп Spitzer отмечает четвертую годовщину «небесным фейерверком» |
| |
Новый увеличенный снимок туманности Улитка придает ощущение праздника четвертой годовщине запуска космического телескопа НАСА Spitzer. Этот впечатляющий объект, умирающая звезда, обнаруженная в космосе, является любимицей профессиональных астрономов и любителей. Телескоп Spitzer отобразил громадную внешнюю структуру туманности протяженностью в шесть световых лет и исследовал внутреннюю зону вокруг центральной мертвой звезды с целью выяснения того, что стало с планетарной системой, которая пережила хаотическую предсмертную агонию звезды. |
| |
|
| 30.08.2007 |
Отчет о состоянии Mars Reconnaissance Orbiter: беспокойства по поводу камеры исчезли; сделано более 3 000 снимков |
| |
Диагностические тесты и месяцы стабильной, успешной работы разрешили сомнения, возникшие ранее в этом году по поводу долгосрочных перспектив работы мощной телескопической камеры космического корабля НАСА Mars Reconnaissance Orbiter («Марсианский орбитальный разведчик»). |
| |
|
| 03.08.2007 |
Анимация пилотируемой миссии на астероид |
| |
Хотя NASA готовится к отправке людей назад на Луну, а затем на Марс, рассматриваются возможности организации миссий к околоземным объектам. Это астероиды с орбитами, пересекающими орбиту Земли, и которые могут, в конечном итоге, упасть на нашу планету. |
| |
|
| 02.08.2007 |
Многие галактики скрывают свои активные ядра от нашего взгляда |
| |
Учёные подозревают наличие в центре практически каждой галактики нашей Вселенной, скрывающихся от нашего взгляда сверхмассивных черных дыр. Эти монстры то затихают, то вспыхивают светом миллионов звезд. Вспышки их активности происходят во время активной фазы, когда они поглощают падающее в них вещество. |
| |
|
| 27.07.2007 |
Впервые запечатлен вид "серебристых облаков" |
| |
Спутником NASA этим летом впервые запечатлено явление таинственных сияющих полярных облаков, которые формируются в 70 километрах над поверхностью Земли. Первое наблюдение этих «сияющих в ночи» облаков было проведено спутником под названием «AIM», что означает «аэрономия льда в мезосфере», на северной широте свыше 70 градусов 25 мая. |
| |
|
| 21.07.2007 |
Астрономами обнаружены самые дальние, из известных, галактики |
| |
Используя природные "гравитационные линзы" международная группа астрономов, по их утверждению, обнаружила первые следы популяции наиболее удаленных галактик, которые только можно увидеть – свет, который дошел до нас от этих галактик, появился более 13 миллиардов лет назад, когда вселенной было лишь 500 миллионов лет. |
| |
|
| 16.07.2007 |
NASA готовит к запуску в августе новый аппарат, который опустится на Марс |
| |
Целью следующей программы NASA по Марсу будет запуск нового марсохода Феникс, который сможет заглянуть под поверхность холодных полярных областей планеты в поисках благоприятных условий существования жизни в прошлом или настоящем. |
| |
|
|
|
|
|