真空ムーンダストで満たされたチャンバーから酸素とスラグを生成する集束レンズ。拡大するにはクリックしてください
宇宙飛行士が月に戻ったとき、探査し、最終的に月面基地を構築するために、酸素が必要になります。 NASAの研究者は、レゴリスが酸素を放出するまで加熱する真空熱分解と呼ばれる技術を使用しています。太陽からの光がレンズによって集束され、月の土壌を2,500℃まで加熱しました。土壌の20％は遊離酸素に変換され、残ったスラグはレンガ、放射線遮蔽、または舗装に使用できました。
月面のアポロ宇宙飛行士が指摘した初期の永続的な問題は、ほこりでした。それは彼らの肺の中を含む至る所に行きました。奇妙なことに、それは将来の月の探検家が次の呼吸を得る場所かもしれません。月のほこりっぽい土の層はほぼ半分の酸素です。
トリックはそれを抽出することです。
NASAのゴダード宇宙飛行センターのエリックカーディフ氏は、次のように述べています。彼はいくつかのチームの1つを率いて、宇宙飛行士が月と火星に必要とする酸素を供給する方法を開発しています。 （宇宙探査のビジョンを参照してください。）
月の土壌は酸化物が豊富です。最も一般的なのは二酸化ケイ素（SiO2）で、「砂浜の砂のような」とカーディフは言います。また、カルシウム（CaO）、鉄（FeO）、マグネシウム（MgO）の酸化物も豊富です。すべてのOを合計します。月の土壌の質量の43％は酸素です。
カーディフは、酸素を放出するまで月の土壌を加熱する技術に取り組んでいます。 「それは化学の単純な側面です」と彼は説明します。 「すべての物質は、十分に熱くされると原子に砕けます。」この技術は真空熱分解と呼ばれます。パイロは「火」を意味し、溶解は「分離する」ことを意味します。
「いくつかの要因により、他の手法よりも熱分解が魅力的になります」とカーディフ氏は説明します。 「地球から持ち込む原材料は必要ありません。特定の鉱物を探す必要はありません。」地面にあるものをすくい取り、熱を加えるだけです。
カーディフと彼のチームは、原理の証明として、レンズを使用して太陽光を小さな真空チャンバーに集中させ、10グラムのシミュレートされた月の土壌を約2,500度に加熱しました。テストサンプルには、イルメナイトとミネソタルナシミュレーション（MLS-1a）が含まれていました。イルメナイトは、地球と月に共通の鉄/チタン鉱石です。 MLS-1aは、スペリオル湖の北岸にある10億年前の玄武岩から作られ、月の土壌の組成をシミュレートするガラス粒子と混合されています。実際の月の土壌は、現在そのような研究には非常に貴重です。
彼らのテストでは、「シミュレートされた土壌の20パーセントもが遊離酸素に変換された」とカーディフは推定しています。
残っているのは「スラグ」で、低酸素で金属性が高く、ガラス状の素材が多いです。カーディフは、NASAのラングレーリサーチセンターの同僚と協力して、放射線シールド、レンガ、スペアパーツ、さらには舗装などの有用な製品にスラグを成形する方法を模索しています。
次のステップ：効率を上げる。 「5月には、より真空度の高い低温でテストを実施します。」彼は、硬い真空では、より少ない力で酸素を抽出できると説明しています。カーディフの最初のテストは1 / 1,000トールでした。これは、地球の海面気圧（760 Torr）の76万分の1です。 100万分の1トールで、さらに1000分の1の薄さで、「必要な温度が大幅に低下します。」
この探求ではカーディフだけではありません。コロラド州レイクウッドにあるパイオニアアストロノーティクスのマークバーググレンが率いるチームは、月面の土壌を一酸化炭素にさらすことによって酸素を収穫するシステムに取り組んでいます。あるデモでは、100 kgの月のシミュレーションから15 kgの酸素を抽出しました。これはカーディフの熱分解技術に匹敵する効率です。
D.L.カリフォルニア州カノガパークにあるプラット＆ホイットニーロケットダインのグリメットは、マグマ電気分解に取り組んでいます。彼はMLS-1を約1,400度で溶かします。 C、それは火山のマグマのようなもので、電流を使って酸素を解放します。
最後に、NASAとフロリダ宇宙研究所は、NASAのセンテニアルチャレンジを通じて、MoonROx、Moon Regolith Oxygenコンテストを後援しています。 $ 250,000の賞金は、JSC-1月面シミュレーションからわずか8時間で5 kgの呼吸可能な酸素を抽出できるチームに贈られます。
競争は2008年6月1日で終了しますが、他の惑星に住むという課題は何世代にもわたって続きます。
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元のソース：NASAニュースリリース
