Автор Тема: Лабораторный имитатор реголита разложили на металл и газообразный кислород  (Прочитано 1007 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6108
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
Исследователям удалось получить кислород и металлические сплавы путем электрохимического воздействия на имитатор лунного реголита. В результате обработки вещества удалось выделить 96 процентов кислорода, который потенциально можно почти полностью сохранить для дальнейшего использования, что представляет интерес в контексте будущих пилотируемых лунных миссий, пишут авторы в журнале Planetary and Space Science.

Поверхность Луны представляет собой весьма недружелюбную среду: там нет атмосферы, огромный перепад суточных температур, в большинстве мест крайне сухо, а также высокий уровень радиации, связанный с беспрепятственным проникновением солнечного ветра и космических лучей. Поэтому любая долговременная обитаемая станция на Луне в первую очередь должна быть надежным укрытием от внешних условий среды.

Для удешевления и упрощения строительства лунных баз предлагается использовать как можно больше местных ресурсов. В частности, рассматривается постройка баз вблизи постоянно затененных кратеров на полюсах, где должны находиться значительные запасы водяного льда. Также многие проекты предполагают использование вещества лунной поверхности (реголита) для сооружения покровов укрытия или сохранения тепла.

Для любой продолжительной пилотируемой миссии на поверхности Луны одним из наиболее ценных ресурсов будет кислород. Во-первых, он необходим для дыхания экипажу, а во-вторых, в жидком виде он используется в качестве окислителя во многих видах двухкомпонентного ракетного топлива, причем на него приходится бо́льшая часть массы. Возможность дозаправки необходима как для более успешного освоения Луны и окружающего ее пространства, так и для полетов в дальний космос.

Британские ученые под руководством Марка Саймса (Mark Symes) из Университета Глазго провели эксперименты по получению кислорода из вещества поверхности Луны — реголита. Авторы использовали метод прямой деоксидации посредством процесса FFC, который предполагает электролиз порошка оксидов металлов в расплаве солей при температуре порядка 900 градусов Цельсия. Исследователи получили крайне высокий выход кислорода на уровне 96 процентов от исходного содержания, а вторым продуктом стали восстановленные оксиды металлов, которые также представляют ценный ресурс.

Исследования Луны советскими автоматическими зондами и американскими астронавтами показали, что кислород занимает первое место по массовой доле в реголите — на него приходится 40-45 процентов. Знание точного состава лунных пород позволяет изготавливать аналогичный по содержанию имитатор из земных минералов, который во много раз дешевле и доступнее оригинала.

За последние годы ученые предложили множество потенциальных способов выделения кислорода из реголита, но они либо обладают плохим выходом (выделяется несколько процентов содержания элемента), либо в большом количестве используют другие ценные реагенты (водород, метан и другие), либо предполагают технологически сложное расплавление реголита, для чего необходимо поддерживать температуру выше 1600 градусов.

Использованный авторами метод впервые позволил напрямую превращать порошок реголита в порошок сплавов, при этом извлекая практически весь кислород. Для этого реголит помещали в стальную ячейку, которую погружали в расплав хлорида кальция. Также в расплав вносился инертный анод из оксида олова. При протекании электрического тока составляющие реголит оксиды металлов восстанавливались, а кислород в виде газа покидал систему. В течение 50 часов эксперимента выделялось 96 процентов элемента, но три четверти образовывалось за первые 15 часов.

Авторы пишут, что им удалось собрать около трети появившегося кислорода, остальная часть прореагировала с компонентами экспериментальной установки и привела к ее коррозии. Также продемонстрированный метод добычи кислорода из реголита впервые привел к получению пригодных для использования сплавов. Основную часть твердого продукта представляли сплавы с высоким содержанием железа и алюминия, но также там были заметные количества кальция, магния, кремния и титана.

Сегодня разрабатывается проект обитаемого окололунного орбитального аппарата, о котором мы подробно писали в материале «Промежуточная станция». Недавно ученые увеличили в 100 раз оценку запасов воды в лунных кратерах и воспроизвели в лаборатории один из возможных механизмов синтеза воды на поверхности Луны.

Тимур Кешелава https://nplus1.ru/news/2019/10/10/regolith-oxygen-alloys?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6108
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
Исследователи из Самары и Москвы предложили собственную схему быстровозводимого укрытия на поверхности Луны и модифицированный способ изготовления строительных блоков из реголита. Использование спекания в микроволновой печи позволило сократить время получения готового изделия в пять раз — до 40 минут, пишут авторы в журнале «Воздушно-космическая сфера». Метод опробовали на имитаторе лунного грунта — земном базальте.

Освоение труднодоступной территории обычно начинается с возведения полноценных обитаемых станций, защищенных от неблагоприятных условий внешней среды. Это справедливо как для отдаленных регионов Земли, так и для Луны. Несколько стран, в том числе Россия, США и Китай, неоднократно утверждали о подготовке к отправке людей на ближайшее космическое тело с целью долговременного обитания на полноценной базе.

Важнейшей задачей в контексте обитаемой лунной станции является технология ее строительства. Согласно одной из наиболее разработанных концепций необходимо возводить сооружения из строительных блоков, созданных из местного материала. В рамках этого подхода предлагается спекать вещество лунной поверхности, реголит, получая из него кирпичи различной формы.

В работе российских исследователей предлагается оригинальная конструкция быстровозводимого сооружения, технология его создания и улучшенный метод получения кирпичей из реголита. Авторы предлагают возводить в естественных углублениях поверхности конические купола из кирпичей при помощи надувной (пневматической) опалубки и покрывать их слоем реголита, который сверху опять выстилать слоем кирпичей.

«Уже многим известно о технологии изготовления кирпичей в лунных условиях при помощи солнечных лучей, но я думаю, у этого способа есть два очевидных недостатка, — объясняет ведущий автор работы Александр Пыжов из Самарского государственного технического университета. — Во-первых, день на спутнике длится примерно 15 земных суток, столько же продолжается лунная ночь, в течение которой стационарное гелиолитографическое производство, очевидно, будет простаивать. Также на создание в солнечной печи одного, например, 100-килограммового блока, пригодного для строительства, уходит около пяти часов. Это много».

Согласно расчетам исследователей, для защиты от космического излучения, перепадов температур и высокоскоростных ударов метеоритов массой до 350 граммов необходим защитный слой из реголита толщиной четыре метра. Именно этот факт является определяющим в выборе конструкции, так как она должна быстро строиться, но выдерживать большие нагрузки вышележащей защиты от внешней среды.





Рис. 1. Схемы устройства и расположения купольной конструкции в кратере или в углублении на поверхности Луны (А), укладки блоков при возведении конического купола в три блока (Б), форма блока конического купола (В), где цифрами указаны следующие конструктивные элементы:
1 – жилой модуль; 2 – слой реголитовых блоков на защитном слое из реголита; 3 – защитный слой реголита; 4 – реголитовые блоки конического купола; 5 – надувная опалубка; 6 – лунный кратер; 7 – трубы для надувания пневмоопалубки.


Для изготовления кирпичей ученые предлагают метод спекания реголита в СВЧ-печи: такой метод в пять раз быстрее гелиолитографии. Для проверки идеи авторы использовали имитатор лунного грунта из земного базальта. Его засыпали в форму для будущего кирпича, увлажняли для имитации слипаемости лунного грунта и уплотняли. Затем готовый образец после сушки помещали в теплоизоляционную камеру, которая позволяет снизить теплопотери и дольше сохранить температуру спекания — 1100–1150 градусов Цельсия. Камеру закрывали и ставили в микроволновую печь без поворотного столика на 40 минут.
Прочность готовых кирпичей из имитатора лунного грунта при сжатии оказалась значительно выше прочности глиняного кирпича — 130 МПа, а плотность реголитового блока была близка к плотности базальта — 2,5 г/см3. Испытания моделей различных вариантов куполов показали, что при сжатии предложенная форма укрытия на 15–18 процентов прочнее модели традиционного купола тех же габаритов.

Ранее ученые предложили запасать энергию во время лунной ночи в кирпичах из реголита и увеличили в 100 раз оценку запасов воды в лунных кратерах. Также сообщалось, что в России приступили к разработке аппарата для высадки космонавтов на Луну.

Тимур Кешелава https://nplus1.ru/news/2019/10/02/lunar-brick?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews

Оффлайн Алексей_3

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 191
  • Карма: +0/-0
    • Просмотр профиля
Ежу понятно что при электролизе оксидов выделяется кислород, а каменные порошки можно спекать. Что угодно можно делать если электричества неограниаченное количество. Вопрос то в том, есть ли технология. Можно ли затащить на луну достаточно оборудования. Судя по всему, пока нет.

Оффлайн Michael

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4671
  • Карма: +26/-1
    • Просмотр профиля
    • фкантакт
Третий гелий будут жечь. Его ж там много. Якобы

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6108
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
Это вряд ли. Скорее РИТЭГ какой.

Оффлайн GASАвтор темы

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6108
  • Карма: +33/-3
  • Андрей, г. Владимир
    • Просмотр профиля
    • Минералы для начинающих камневедов
которые в будущем будут строить лунную базу

ОМСК, 6 ноября. /ТАСС/. Гора Эльбрус рассматривается в качестве одной из площадок для испытания роботов, которые в будущем будут строить лунную базу, сообщил генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин во время посещения ПО "Полет" в Омске.

"Мы там (в лунной программе - прим. ТАСС) будем рассматривать мобильные системы, которые должны работать на поверхности Луны, обеспечивая сборку и эксплуатацию научной базы. Это будут робототехнические системы, скорее всего, нечто среднее между луноходом и антропоморфным роботом. Мы рассматриваем в качестве возможности таких испытаний Эльбрус", - сказал Рогозин.

По его словам, такое предложение поступило от разработчиков. Рогозин подчеркнул, что робот должен будет автономно преодолеть весь маршрут.

Глава Роскосмоса также отметил, что лунная программа совсем скоро будет направлена в правительство на рассмотрение.

https://tass.ru/kosmos/7083976?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews
« Последнее редактирование: 06 Ноября 2019, 14:39:03 от GAS »