РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 14.08.2009   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


14.08.2009

Придуманы реакторы для получения кислорода прямо на Луне

13 августа 2009











В предыдущих своих работах авторы нового исследования c помощью электролиза получали титан, теперь им нужен чистый кислород (иллюстрация Nature).





Чтобы осуществить планы по постройке лунной базы и полёт на Марс, необходимо научиться снабжать космонавтов кислородом хотя бы на нашем спутнике. Наконец-то нашлись две более-менее реалистичные работы, предлагающие проекты реакторов, получающих O2 из лунной породы.


Напомним предысторию процесса. В 2005 году NASA объявило конкурс: $250 тысяч тому, кто разработает технологию получения пяти килограммов кислорода за восемь часов из образца, симулирующего лунную породу. В 2008-м награду повысили до $1 миллиона, но никто так и не откликнулся. Между тем американцы и сами пытаются решить проблему в рамках программы In Situ Resource Utilization.


Дело в том, что доставка кислорода с Земли стоит совершенно немыслимых денег: около $100 миллионов за одну тонну. Именно по этой причине учёные всего мира пытаются придумать, как дёшево получить столь необходимый для дыхания элемент на месте.


Недавно заявку на некоторый успех предъявила команда химиков из Кембриджа, возглавляемая Дереком Фраем (Derek Fray). Материаловеды придумали, как переделать под нужды космонавтов свою предыдущую разработку — электрохимический процесс, позволяющий получать чистые металлы и их сплавы из оксидов.


Вот как это работало раньше: химические соединения металла и кислорода использовались в качестве катода, анодом служил стержень из углерода. Они помешаются в проводящий электроны расплавленный хлорид кальция (CaCl2 — довольно распространённая соль, которая плавится при температуре 800 °C). Изначально на катоде получались чистые металлы, на аноде — углекислый газ (при этом анод сильно изнашивался, эту проблему сейчас активно решают), теперь же там будет образовываться кислород.


Такие же оксиды металлов встречаются и в лунных породах. То есть для получения кислорода необходимо будет сформовать из них стержни и вставить в реактор.


Фрай и его команда заменили углеродный анод новым нереакционноспособным, представляющим собой смесь титаната и рутената кальция. В результате анод практически не разрушается. После первого прогона в течение 150 часов Дерек и его команда подсчитали, что в год он будет изнашиваться примерно на три сантиметра.


Отметим, что в общей сложности Фрай предлагает поставить на Луне три метровых реактора. Такая система будет выдавать тонну кислорода каждый год (для этого необходимо три тонны лунной породы).


Так как для осуществления реакции нужно большое количество тепла, учёные побеспокоились и о теплоизоляции реакторов. "Это не будет проблемой, — уверяет Дерек. – Всей системе потребуется 4,5 киловатта энергии, всё равно что среднестатистическому домашнему водонагревателю". Снабжать реакторы энергией будут либо солнечные батареи, либо небольшой ядерный реактор.


Для того чтобы идея превратилась хотя бы в грубый прототип большого реактора для получения кислорода, необходимо ещё около $16,5 миллиона. Фраю уже помогает в этом Европейское космическое агентство (ESA).


Несколько слов о второй разработке: по той же технологии собираются получать O2 учёные из Массачусетского технологического института (MIT). Этой группой руководит Дональд Сэдовей (Donald Sadoway), известный нам по идее расплавленного аккумулятора. Правда, его реактор будет в два раза "горячее" (1600 °C). При такой температуре лунная порода сама плавится и может выступать в качестве электролита. Дональду и его коллегам нужно около двух лет для доработки технологии. Учёных из MIT частично спонсирует NASA.


Процесс Фрая эффективнее, так как происходит при более низкой температуре, но Сэдовею не надо прессовать из реголита стержни: он и его коллеги могут использовать породу прямо в виде песка. "Как только мы решим проблему материала в лаборатории, дело пойдёт быстрее", — подводит итог Сэдовей.


Почитайте также о потенциальном пристанище производящего воздух реактора, о том, как "на Луне" научились выращивать цветы, но не смогли выкопать достаточно реголита, зато уже сумели делать из лунного грунта кирпичи.



Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок