우주 탐사의 미래에 관해서는 임무 계획가에게 몇 가지 사례가 필수적입니다. 가장 중요한 것은 개념 사이트의 리소스 사용 (ISRU), 지역 자원을 사용하여 음식, 물, 건축 자재 및 기타 필수 품목을 제공합니다. 그리고 앞으로 몇 년 동안 달과 화성으로 가는 임무와 관련하여 얼음, 표토 및 기타 품목을 수확하는 능력은 임무 성공에 필수적입니다.
준비 아르테미스 임무, NASA 기획자들은 산소 가스를 생산하는 최적의 방법을 찾는 데 집중합니다(O2) 달 표면 먼지(달 표토라고도 함)에 갇힌 모든 원소 산소. 사실, 현재 추정치 달 표토의 10미터(33피트)에 산소 원소가 충분하여 O를 형성할 수 있음을 나타냅니다.2 다음 100,000년 동안 지구상의 모든 사람을 위해 – 달을 정착시키기에 충분합니다!
달의 대기는 극히 희박하고 산소 원소를 포함하고 있지만 과학자들은 달을 “공기가 없는 천체”로 묘사할 정도로 매우 얇습니다. 그러나 표면을 덮고 있는 미세한 가루와 암석인 월암 내부에는 월 암석과 표토에서 풍부한 양의 산소가 발견됩니다. “문더스트(Moondust)”라고도 알려진 이 미세 먼지는 달 표면을 관통하며 운석과 혜성이 수십억 년 동안 충돌한 결과입니다.
~에 따르면 존 그랜트, 호주 서던 크로스 대학의 토양 과학 강사인 달의 표토는 45%의 산소를 함유하고 있습니다. 그러나 이 산소는 산화 광물, 특히 실리카, 알루미늄, 철 및 마그네슘과 결합되어 있습니다. 이러한 광물의 동일한 조성은 지구에서 발견되는 광물의 조성과 대략 일치하여 수십억 년 전에 지구-달 시스템이 함께 형성되었다는 이론으로 이어졌습니다. 거대 충격 가설).
그러나 이 산소가 미래의 우주 비행사와 달 거주자가 사용할 수 있으려면 이 모든 표토에서 추출해야 하며, 화학 결합을 끊는 데 많은 에너지가 필요합니다. 지구에서 이 공정(전기분해로 알려짐)은 금속을 제조하는 데 가장 일반적으로 사용되며, 이 공정에서는 용해된 산화물이 전류를 받아 금속을 산소로부터 분리합니다.
이 경우 산소 가스가 부산물로 발생하여 건설 및 제조용 금속을 생산할 수 있습니다. 그러나 달에서는 산소가 주요 산물이 되고 미네랄은 유용한 부산물로 남겨져 서식지를 만들 가능성이 가장 높습니다. 최근 기사에서 Grant가 설명했듯이 보존, 프로세스는 간단하지만 공간에 적용할 때 두 가지 주요 단점이 있습니다.
“[I]그는 에너지에 매우 굶주려 있습니다. 지속 가능하려면 태양 에너지 또는 달에서 사용할 수 있는 기타 에너지원의 지원을 받아야 합니다. 표토에서 산소를 추출하려면 대형 산업 장비도 필요합니다. 먼저 열을 가하거나 용매 또는 전해질과 혼합된 열을 사용하여 고체 금속 산화물을 액체 형태로 변환해야 합니다. 우리는 지구에서 이를 수행할 수 있는 기술을 보유하고 있지만 이 장치를 달에 보내고 이를 구동하기에 충분한 전력을 생성하는 것은 엄청난 도전이 될 것입니다.
요컨대, 태양 에너지를 통해 달성할 수 있는 지속 가능한 것으로 간주되기 위해서는 프로세스가 더 에너지 효율적이어야 합니다. Antarctic-Aitken Basin 주변에는 영구적으로 음영 처리된 분화구 가장자리 주위에 태양열 어레이를 배치하여 지속적인 에너지 흐름을 제공할 수 있습니다. 그러나 그곳에서 산업 장비를 얻는 것은 여전히 큰 도전이 될 것입니다.
그러나 인프라를 구축할 때 얼마나 많은 산소를 추출할 수 있는지에 대한 질문이 여전히 있었습니다. 그랜트가 지적했듯이 표면에서 쉽게 접근할 수 있는 표토만 고려하고 다음에서 제공하는 데이터를 고려하면 나사 그리고 달 행성 연구소 (LPI), 일부 추정이 가능합니다.
달의 표토 1입방미터에는 약 630킬로그램의 산소를 포함하여 평균 1.4톤의 광물이 들어 있습니다. NASA는 인간이 생존하기 위해 하루에 약 800g의 산소를 호흡해야 한다고 말합니다. 따라서 630kg의 산소는 약 2년(또는 그 이상) 동안 사람을 살릴 수 있습니다.
이제 달에 있는 표토의 평균 깊이가 약 10미터이고 여기에서 모든 산소를 추출할 수 있다고 가정합니다. 이것은 달 표면에서 10미터 떨어진 곳에서 약 100,000년 동안 지구상의 80억 인구를 부양할 수 있는 충분한 산소를 제공할 수 있음을 의미합니다.”
여러 면에서 천체가 ISRU에 기회를 제공할 방법을 추정하는 것은 광물 탐사와 같습니다. 예를 들어 NASA 최근 발표 금속 소행성 프시케 II에는 10,000조 달러 상당의 귀금속과 광석이 포함될 수 있습니다. 2022년에는 영혼 탐사선은 외층을 잃은 행성의 주요 잔해일 수 있는 이 소행성과 만나 더 자세히 연구할 예정이다.
물론 일부 사람들은 이 평가에 동의하지 않으며 Pysche II가 구성 및 밀도 잘 구속되지 않습니다. 다른 사람들의 경우, 이러한 종류의 추정은 그 부를 추출하는 데 드는 막대한 비용을 무시하기 때문에 사전에 광범위한 기반 시설을 구축해야 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 종류의 질량을 소행성 벨트에서 지구로 끌어당기는 것은 많은 물류 문제를 나타냅니다.
가까운 장래에 수조 개의 지구 근방 소행성(NEA)을 채굴할 수 있는 수익성 있는 벤처인 소행성 채굴도 마찬가지입니다. 그러나 이것은 또한 아직 대체로 개념 단계에 있는 강력한 우주 채굴 인프라를 만드는 데 달려 있습니다. 다행히 달에 ISRU 관련 인프라를 구축할 때 제안된 경로와 경로는 1960년대부터 있었습니다.
앞으로 몇 년 동안 이러한 가능성을 더 조사하기 위해 여러 임무가 달에 보내질 것입니다. 그랜트는 그의 기사에서 그 중 두 가지를 인용했습니다. 10월 초, NASA가 계약을 체결했습니다. 이랑 호주 우주국 빠르면 2026년에 달에 보낼 수 있는 소형 우주선을 개발하기 위해. 이 우주선의 목적은 달 표토 샘플을 수집하여 상업용 달 착륙선에서 NASA의 ISRU 시스템으로 옮기는 것입니다.
또한 벨기에의 스타트업 기업 우주 응용 시스템 지난 여름 SAS는 달에 3개의 실험용 원자로를 건설한다고 발표했습니다. 그들은 우주선용 추진제, 우주 비행사용 공기, 장비용 금속 원료를 제조하기 위해 산소를 수확할 수 있는 소형 기술 시연 기기를 개발하기 위해 유럽 우주국(ESA)과 계약한 4명의 결선 진출자 중 하나였습니다.
이 회사는 계획된 유럽 우주국(European Space Agency)의 일환으로 이 기술을 달에 보내기를 희망합니다. ISRU .시연 이 임무는 현재 2025년까지 달에 갈 예정입니다. 인류가 오랫동안 기다려온 달 착륙을 보장하기 위해 이러한 기술과 기타 기술을 추구하고 있습니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”