欧空局开设了一家制氧厂,利用月尘制造可呼吸的空气

时间:2020-01-28 18:41 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

欧空局开设了一家制氧厂,利用月尘制造可呼吸的空气

欧洲航天局的技术中心已经开始从模拟的月尘中产生氧气。

位于荷兰诺德维克的欧洲空间研究和技术中心的材料和电子元件实验室已经建立了一个氧气工厂的原型。

欧空局开设了一家制氧厂,利用月尘制造可呼吸的空气

“有了自己的设备,我们可以专注于氧气的生产,用质谱仪测量它,因为它是从风化层模拟物中提取出来的,”格拉斯哥大学的贝丝·洛马克斯博士的博士研究工作得到了ESA&rsquo的网络和伙伴关系倡议的支持,该倡议利用先进的学术研究来进行空间应用。

“能够从月球上发现的资源中获取氧气,显然对未来的月球定居者非常有用,无论是呼吸还是当地火箭燃料的生产。”

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欧洲航天局的研究员Alexandre Meurisse补充说:“现在我们有了运行中的设备,我们可以对它进行微调,比如降低操作温度,最终设计出一个版本的系统,有一天它可以飞到月球上去运行。”

从月球表面采集的样本证实,月球表面的风化层由40% - 45%的氧气组成,氧气是月球上最丰富的元素。但是这种氧在化学上以氧化物的形式以矿物或玻璃的形式结合在一起,所以不能立即使用。

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ESTEC的氧气提取是使用一种称为熔盐电解的方法进行的,包括将风化层与熔融氯化钙盐放在一个金属篮子中作为电解液,加热到950°C。在这种温度下,风化层保持固体状态。

但是通过电流,氧气就会从表层土中被提取出来,并穿过盐层被收集在阳极上。作为一个额外的好处,这个过程也把风化层转化成可用的金属合金。

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事实上,这种熔盐电解方法是由英国Metalysis公司开发的,用于商业金属和合金生产。贝丝的博士学位包括在雅诗兰黛公司工作,研究这个过程,然后在雅诗兰黛公司重新创建这个过程。

“在金属化过程中,这个过程产生的氧气是一个不需要的副产品,而是以二氧化碳和一氧化碳的形式释放出来,这意味着反应堆本身不能承受氧气。”贝斯解释说。所以我们不得不重新设计ESTEC版本,以便能够测量氧气。实验室团队在安装和安全操作方面提供了很大帮助。”

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制氧厂是静音运行的,生产过程中产生的氧气暂时排入排气管,但在未来系统升级后会被储存起来。

生产过程中会留下一堆各种各样的金属。亚历山大补充说:“这是另一个有用的研究方向,看看哪些合金是最有用的,可以用它们来生产,以及它们可以用于什么用途。

“比如,它们是可以直接3D打印,还是需要进一步加工?”金属的精确组合将取决于月球上风化层的来源。将会有显著的地区差异。

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最终目标将是设计一个“试点工厂”这种技术可以在月球上持续运行,首次技术演示将在本世纪20年代中期进行。

“欧洲航天局和美国国家航空和宇宙航行局将带着载人任务返回月球,这一次,他们打算留在月球上。”欧空局结构、机械和材料部门的负责人托马索·吉迪尼(Tommaso Ghidini)说。

“因此,我们正在把我们的工程方法转变成系统地使用月球资源。我们正与人类和机器人探索理事会、欧洲工业和学术界的同事合作,提供顶级的科学方法和关键的使能技术,就像这样,实现人类在月球上的持续存在,也许有一天会出现在火星上。”

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