Простое устройство превратило лунный грунт в воду, кислород и топливо
Используя образцы, собранные миссией «Чанъэ-5», китайские ученые нашли способ извлекать воду из лунного грунта и перерабатывать выдыхаемый астронавтами углекислый газ. Это делается за счет небольшого устройства, работающего на солнечной энергии. Авторы нового исследования уверены: в будущем их прибор сможет обеспечить лунные поселения водой, кислородом и топливом.
Человечество давно рассматривает Луну как потенциальную площадку для обитаемой базы. Но доставка ресурсов с Земли делает этот проект чрезвычайно дорогим и сложным. Поэтому ученые во всем мире ищут способы обеспечить будущих астронавтов воздухом, водой и топливом на месте — используя то, что уже есть на спутнике.
Лунный реголит, то есть поверхностный слой пыли и камней, покрывающий всю Луну, содержит определенное количество воды, «запертой» внутри минералов. Однако методы извлечения этой воды отличаются высокой энергозатратностью и технологическими сложностями. Такие подходы трудно применять в экстремальных лунных условиях.
Теперь команда химиков и инженеров под руководством Лу Вана (Lu Wang) из Китайского университета Гонконга нашла решение, которое может значительно упростить задачу.
Исследователи построили компактную установку, работающую на солнечной энергии, в которой в качестве сырья применяется лунный грунт и углекислый газ, выдыхаемый человеком. В экспериментах ученые использовали настоящие лунные образцы, доставленные на Землю китайской миссией «Чанъэ-5» в 2020 году, а также их земные аналоги (породы и материалы, которые по составу и текстуре во многом напоминают лунные образцы).
Принцип работы аппарата достаточно прост. Солнечное тепло нагревает реголит до температуры, при которой содержащаяся в нем вода (как адсорбционная, так и связанная в минералах) переходит в газовую фазу и становится доступной для сбора. Затем начинается химическая реакция: вода и углекислый газ вступают во взаимодействие. Грунт в этом процессе выступает катализатором.
В результате получаются три важных продукта: кислород, водород и монооксид углерода. Все они могут использоваться как топливо или как продукты для жизнеобеспечения. Кислород нужен для дыхания, водород и монооксид углерода можно применять как компоненты ракетного топлива.
Главную роль в химической реакции, по словам Вана, играет минерал под названием ильменит (FeTiO3) — титанистый железняк. Он содержится в лунном реголите в заметных количествах и способен ускорять нужные процессы под действием солнечного света. То есть каталитические свойства ильменита делают химическую реакцию эффективной под солнечными лучами без дополнительных реагентов или сложной аппаратуры.
Правда, Ван признал, что нынешний прибор — всего лишь компактный образец, демонстрирующий идею. До полноразмерной системы, способной обеспечивать лунную колонию, еще далеко. Увеличить размер установки, достаточной для практического применения, — пока очень сложная задача. Необходимо решить множество проблем.
В частности, учесть экстремальные условия на Луне: резкие перепады температур (примерно от минус 173 градусов ночью до плюс 127 днем), отсутствие атмосферы, убийственную солнечную радиацию и слабую гравитацию. Дополнительную сложность добавляет сам лунный грунт — он неоднороден, в разных регионах Луны его состав может сильно различаться.
Еще одна загвоздка — на Луне почти нет углекислого газа. А он нужен, чтобы реактор начал работать. Его можно получить только из воздуха, который выдыхают астронавты. Из-за этого установка сможет хорошо выполнять свои функции только внутри замкнутой системы, где все взаимосвязано: отходы от одних процессов становятся ресурсами для других.
Однако сам факт, что устройство использует доступную солнечную энергию и работает на реальном лунном грунте без необходимости привозить сложное оборудование с Земли, открывает новую главу в лунной науке.
Подробнее с технологией можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Joule.
Telegram 
Дзен 
VK Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Международная группа ученых обнаружила следы трех неизвестных ранее правителей Ассирийской империи, существование которых ставит под сомнение полноту и объективность древних хроник. Исследователи доказали, что царские списки, считавшиеся более века незыблемым источником, составляли с учетом политической цензуры.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Большинство месторождений в Ямало-Ненецком автономном округе расположены в зоне вечной мерзлоты. Состояние многолетнемерзлого грунта напрямую влияет на устойчивость дорог, зданий, производственных и жилых объектов. Чтобы усилить контроль за состоянием инфраструктуры месторождения, «Газпром нефть» начала использовать новую систему лазерного аэромониторинга. Технология позволяет существенно повысить экологическую безопасность и усилить надежность добычи в Арктике.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали первый отечественный гелеобразователь для гидроразрыва пласта на основе сжиженных углеводородных газов. Разработка позволяет заместить импортные реагенты, необходимые для освоения трудноизвлекаемых запасов нефти.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии