Ttv24h.vn

Những câu chuyện nóng hổi, ​​những tiêu đề tin tức mới nhất về thời sự, kinh doanh và giải trí từ Việt Nam.

Có đủ oxy trong regolith mặt trăng để hỗ trợ hàng tỷ người trên mặt trăng

Khi nói đến tương lai của khám phá không gian, có khá nhiều thực hành là điều cần thiết đối với các nhà hoạch định sứ mệnh. Quan trọng nhất là khái niệm Sử dụng tài nguyên trên trang web (ISRU), cung cấp thực phẩm, nước, vật liệu xây dựng và các mặt hàng quan trọng khác bằng cách sử dụng tài nguyên địa phương. Và khi nói đến các sứ mệnh lên Mặt trăng và sao Hỏa trong những năm tới, khả năng thu hoạch băng, regolith và các vật phẩm khác là điều cần thiết để sứ mệnh thành công.

sẵn sàng cho Nhiệm vụ Artemis, Các nhà lập kế hoạch của NASA tập trung vào việc tìm ra cách tối ưu để sản xuất khí oxy (O2) của tất cả oxy nguyên tố bị mắc kẹt trong bụi bề mặt mặt trăng (còn được gọi là regolith mặt trăng). sự thật, Ước tính hiện tại Cho biết rằng có đủ oxy nguyên tố trong 10 mét (33 ft) của mặt trăng để hình thành đủ O2 Đối với mỗi người trên Trái đất trong 100.000 năm tới – quá đủ để định cư trên mặt trăng!

Trong khi bầu khí quyển của Mặt trăng cực kỳ mỏng và chứa nguyên tố oxy, nó mỏng đến mức các nhà khoa học mô tả Mặt trăng như một “vật thể không có không khí”. Nhưng trong đá mặt trăng, bột mịn và đá phủ trên bề mặt, một lượng oxy dồi dào được tìm thấy trong đá và đá mặt trăng. Còn được gọi là “Moondust”, lớp bụi mịn này thấm qua bề mặt Mặt trăng và là kết quả của hàng tỷ năm tác động bởi các thiên thạch và sao chổi.

READ  Oregon đã báo cáo thêm 6 trường hợp tử vong liên quan đến COVID-19, bao gồm 33 Jefferson County; 748 trường hợp mới

dựa theo John Grant, một giảng viên khoa học đất tại Đại học Southern Cross, Úc, regolith mặt trăng là 45% hàm lượng oxy. Tuy nhiên, oxy này liên kết với các khoáng chất oxy hóa – đặc biệt là silica, nhôm, sắt và magiê. Thành phần tương đương của các khoáng chất này gần giống với thành phần của các khoáng chất được tìm thấy trên Trái đất, điều này đã dẫn đến giả thuyết rằng hệ thống Trái đất-Mặt trăng đã hình thành cùng nhau hàng tỷ năm trước (hay còn gọi là. Giả thuyết về tác động khổng lồ).

Tuy nhiên, để lượng ôxy này có thể sử dụng được bởi các phi hành gia và cư dân Mặt Trăng trong tương lai, nó sẽ phải được chiết xuất từ ​​tất cả các regolith này, điều này sẽ đòi hỏi rất nhiều năng lượng để phá vỡ các liên kết hóa học. Trên Trái đất, quá trình này (được gọi là điện phân) được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất kim loại, trong đó các ôxít hòa tan trải qua dòng điện để tách các kim loại ra khỏi ôxy.

Trong trường hợp này, khí oxy được tạo ra như một sản phẩm phụ để kim loại có thể được sản xuất cho xây dựng và sản xuất. Nhưng trên Mặt trăng, oxy sẽ là sản phẩm chính trong khi khoáng chất sẽ được coi như một sản phẩm phụ hữu ích — rất có thể để xây dựng môi trường sống. Như được giải thích bởi Grant trong một bài báo gần đây trong Sự bảo tồn, quá trình này đơn giản nhưng có hai nhược điểm lớn khi thích nghi với không gian:

“[I]Anh ấy rất khao khát năng lượng. Để bền vững, nó phải được hỗ trợ bởi năng lượng mặt trời hoặc các nguồn năng lượng khác có sẵn trên Mặt trăng. Việc chiết xuất oxy từ regolith cũng cần thiết bị công nghiệp lớn. Trước tiên, chúng ta sẽ cần chuyển oxit kim loại rắn thành dạng lỏng, bằng cách tác dụng nhiệt, hoặc đun nóng trộn với dung môi hoặc chất điện phân. Chúng ta có công nghệ để làm điều này trên Trái đất, nhưng việc đưa thiết bị này lên mặt trăng – và tạo ra đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho nó – sẽ là một thách thức rất lớn.

Căn cứ Mặt trăng của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cho thấy vị trí của nó bên trong miệng núi lửa Shackleton. Tín dụng: SOM / ESA

Nói tóm lại, quá trình này phải tiết kiệm năng lượng hơn để được coi là bền vững, có thể đạt được thông qua năng lượng mặt trời. Xung quanh lòng chảo Nam Cực-Aitken, các mảng năng lượng mặt trời có thể được định vị xung quanh rìa của các miệng núi lửa được che bóng vĩnh viễn để cung cấp một dòng năng lượng liên tục. Nhưng việc trang bị thiết bị công nghiệp vẫn sẽ là một thách thức rất lớn.

Nhưng khi chúng tôi xây dựng cơ sở hạ tầng, vẫn còn một câu hỏi là chúng tôi có thể khai thác bao nhiêu ôxy. Như Grant đã chỉ ra, nếu chúng ta chỉ xem xét quyền truy cập dễ dàng trên bề mặt và tính đến dữ liệu được cung cấp bởi NASAViện hành tinh mặt trăng (LPI), có thể có một số ước tính:

Mỗi mét khối của mặt trăng chứa trung bình 1,4 tấn khoáng chất, trong đó có khoảng 630 kg oxy. NASA cho biết con người cần hít thở khoảng 800 gam oxy mỗi ngày để tồn tại. Vì vậy, 630 kg oxy sẽ giữ cho một người sống trong khoảng hai năm (hoặc hơn một chút).

Bây giờ, giả sử rằng độ sâu trung bình của tầng nước trên Mặt trăng là khoảng 10 mét và chúng ta có thể chiết xuất tất cả oxy từ đó. Điều này có nghĩa là cách bề mặt mặt trăng mười mét sẽ cung cấp đủ oxy để hỗ trợ tám tỷ người trên Trái đất trong khoảng 100.000 năm ”.

Hình minh họa các phi hành gia Artemis trên mặt trăng. Tín dụng: NASA

Theo nhiều cách, ước tính cách một thiên thể mang lại cơ hội cho ISRU cũng giống như việc tìm kiếm khoáng sản. Ví dụ, NASA công bố gần đây Tiểu hành tinh kim loại Psyche II có thể chứa nhiều quặng và kim loại quý trị giá tới 10.000 tỷ đô la. Vào năm 2022, một tinh thần Tàu thăm dò sẽ gặp tiểu hành tinh này, có thể là tàn tích chính của một hành tinh đã mất lớp bên ngoài, để nghiên cứu kỹ hơn về nó.

Tất nhiên, một số không đồng ý với đánh giá này, lưu ý rằng Pysche II thành phần và mật độ Không bị ràng buộc tốt. Đối với những người khác, những ước tính kiểu này bỏ qua chi phí khổng lồ để khai thác của cải đó, vốn đòi hỏi phải xây dựng cơ sở hạ tầng rộng rãi trước đó. Ngay cả khi đó, việc kéo loại khối lượng này từ vành đai tiểu hành tinh về Trái đất cũng gây ra nhiều vấn đề hậu cần.

Điều tương tự cũng xảy ra đối với việc khai thác tiểu hành tinh, một dự án có lợi nhuận có thể dẫn đến việc khai thác hàng nghìn tỷ tiểu hành tinh gần Trái đất (NEA) trong tương lai gần. Tuy nhiên, điều này cũng phụ thuộc vào việc tạo ra một cơ sở hạ tầng khai thác không gian mạnh mẽ mà phần lớn vẫn đang ở giai đoạn khái niệm. May mắn thay, khi nói đến việc tạo ra cơ sở hạ tầng liên quan đến ISRU trên Mặt trăng, các tuyến đường và lộ trình được đề xuất đã có từ những năm 1960.

Trong những năm tới, nhiều sứ mệnh sẽ được gửi đến Mặt trăng để khảo sát thêm những khả năng này, hai trong số đó Grant đã trích dẫn trong bài báo của mình. vào đầu tháng 10, NASA đã ký một thỏa thuận với cơ quan vũ trụ úc Để phát triển một tàu vũ trụ nhỏ có thể được đưa lên Mặt trăng sớm nhất là vào năm 2026. Mục đích của tàu vũ trụ này là thu thập các mẫu vật thể của mặt trăng và chuyển chúng đến hệ thống ISRU của NASA trên một tàu đổ bộ mặt trăng thương mại.

Hình minh họa của một nghệ sĩ về bộ đồ không gian mới được NASA thiết kế cho các phi hành gia Artemis. Nó được gọi là xEMU, hoặc đơn vị di động ngoại vi viễn chinh. tín dụng: NASA

Ngoài ra, công ty khởi nghiệp ở Bỉ hệ thống ứng dụng không gian Mùa hè năm ngoái, SAS thông báo họ đang xây dựng ba lò phản ứng thử nghiệm trên Mặt trăng. Họ là một trong bốn ứng viên lọt vào vòng chung kết được Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) ký hợp đồng để phát triển một công cụ trình diễn công nghệ nhỏ gọn có thể thu thập oxy để sản xuất thuốc phóng cho tàu vũ trụ, không khí cho phi hành gia và nguyên liệu kim loại cho thiết bị.

Công ty hy vọng sẽ gửi công nghệ lên mặt trăng như một phần của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã lên kế hoạch ISRU. Trình diễn Sứ mệnh, hiện đang được lên kế hoạch đi lên Mặt trăng vào năm 2025. Những công nghệ này và các công nghệ khác đang được theo đuổi để đảm bảo nhân loại trở lại Mặt trăng đã được chờ đợi từ lâu.

Đọc chuyên sâu: Cuộc nói chuyệnNASA