宇航员不再缺氧气?新光能反应器可取月球土壤造氧

一位航空工程师已经研发出一种太阳能反应器,能够让宇航员在月球上自己制造水和氧气。这个系统能够从月球土壤中提前水分,而且初次使用时只需要从地球带来的氢气进行启动,几个小时候氢气就能够实现循环利用。

氢气比氧气更轻,这意味着这样一个系统能够明显缩减月球任务所要运输的重量。这台设备现在已经完成了一个为期6个月的测试,根据研发人员称,它能够为多达8位宇航员提供足够的氧气和水。

宇航员不再缺氧气?新光能反应器可取月球土壤造氧

研究人员已经研究了数十年,并且想尽各种方法想要在月球上制造氧气。太阳能热发电领域专家Thorsten Denk对这个装置探索了十年,他声称:“最初人们认为可以借助日光炉获得氧气,后来又提出了太能光伏发装置、核反应堆或者集中太阳辐射等方法。”

在阿波罗任务之后,科学家们对于如何在月球上制造氧气有了许多不同的想法,因为你从地球带往月球的所有材料都需要成本,每公斤负载都需要耗费数千公斤的燃料。Denk的反应器能够从月球土壤中分离出水,然后再进一步分解成氧气和氢气。而且他所建造的设备是全尺寸设备,预计能够在月球上支持6-8人的生活所需。

这台设备目前的重量为400公斤,但是Denk称它的重量能够进一步精简。月球土壤与对球土壤不同,不会出现风干,因为月球并不具备大气层。因此土壤微粒都是古怪的形状而且有着锯齿状的边缘。在使用之前,需要先对土壤进行预处理来使其更光滑,然后通过筛选获得合适的尺寸。这样将保证太阳能反射器能够安全的运行。

据Denk称,这台设备一小时能够处理25公斤的土壤微粒。而且短短的一小时它就能够制造700公斤水,而且在4个小时内它能够产生2.5公斤的氧气,这个过程都使用的是10 kW以下的电。大多数电都将用于水分子的分解过程。

宇航员不再缺氧气?新光能反应器可取月球土壤造氧

虽然Denk目前已经完成了第一阶段获取水的展示,但是第二阶段将需要更多的资金。这个过程使用了发现于月球阴影区域的FeTiO3。这种材料可以通过月球机器人进行挖掘,而且带到反应器前。我们只需要在反应器的初始运行阶段用到地球带来的氢气。

他把人类探索月球比作铁路的增长,当火车站周围的居民增加,商业就会兴起。玄武岩等潜在的月球资源能够作为3D打印卫星的原材料。在月球进行这些工作所需要的成本与从地球运输这些设备和资源相比投入更少。月球还拥有氦-3,这是我们地球上很少见的一种同位素,这种物质理论上能够在地球产生更清洁而且更安全的核能源。

殖民月球最大一个目标就是水,而且当冻结在极地冰层内的水分。水能够分解成氢气和氧气,两种气体混合时能够发生爆炸,为火箭提供燃料。Denk解释称,氢气将在最初的几个小时内有用,随后它将伴随着电解转化循环利用。即使你从地球上携带氢气并且在月球上制造氧气作为火箭燃料,你也能够缩减近90%的重量。

Denk称,月球会经历长时间的日照,然后经历长时间的黑暗。这也给制造太阳能燃料创造了理想的条件。日照时间能够持续两周时间,而且随后将经历同样时间的暗夜。因此如果你需要三小时打开这台设备,不会存在什么问题。

月球没有大气层,而且没有气候和云彩,因此你能够在每半个月的日照时间里从日出工作到日落。发明者解释称:“太阳能日光炉需要非常高的问题,但是温度也不能太高以避免月球土壤出现烧结现象。化学反应从800摄氏度开始进行,但是在1050摄氏度就会出现烧结问题,因此我的目标是把温度控制在1000摄氏度以内。我所设定的温度有着±30摄氏度的变化范围,但是最高可能的平均温度不会引发烧结。”(编辑:p_vhehwang)

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[责任编辑:wyqinglli]

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