将月球尘埃转化为氧气,并利用剩余的尘埃3D打印月球基地

月球基地

使用3D打印机用当地材料建造月球基地,这将使建立未来月球基地变得简单得多。包括著名建筑师Foster+ partners在内的工业合作伙伴加入ESA,测试使用月球土壤进行3D打印的可行性。资料来源:ESA, Foster and Partners

英国工程师正在对从月球尘埃中提取氧气的工艺进行微调,这些金属粉末可以3D打印成月球基地的建筑材料。

这可能是建立外星氧气提取装置的早期步骤。这将有助于在月球上进行探索和维持生命,同时避免从地球发送物质的巨大成本。

产生的氧气主要用于制造火箭燃料,但也可以为月球定居者提供空气。

该项目是欧洲航天局建立永久和可持续的月球存在的准备工作的一部分。宇航员将在月球上生活和工作,在那里他们将帮助开发和测试深入太空任务所需的技术。

月球风化层,即覆盖在月球表面的一层薄薄的尘埃岩石,与地球上发现的矿物质并没有太大的不同。按重量计算,它含有大约45%的氧,氧与铁和钛等金属结合,使其难以获得。

英国公司Metalysis已经开发出一种矿物提取工艺,用于地球上的工业生产金属。

今年早些时候,它被证明可以工作很好地模拟了月球风化层。

从月球尘埃中制造氧气

欧洲航天局的研究员Alexandre Meurisse和格拉斯哥大学的Beth Lomax在欧洲航天局的材料和电子元件实验室用模拟的月球尘埃生产氧气和金属。来源:ESA-A。Conigili

电化学过程在一个特别设计的室中进行——用于研究的室大约有一台洗衣机大小。将含氧材料浸入熔融盐中,加热到950°C。然后通过电流,氧气被提取出来,然后通过液体盐在电极上收集,留下金属粉末的混合物。

作为当前项目的一部分,Metalysis的工程师们正在考虑将这项技术应用到月球上。

最大的不同是,在地球上,生成的氧气是不需要的,但在太空中,它将是这个过程中最重要的产品。这意味着需要对其进行设计,以产生尽可能多的气体。

工程师们将通过调整电流和试剂来增加氧气的量,同时试图降低产生氧气所需的温度来修补这一过程。这将有助于降低所需的能量,而这已经是月球上的一个溢价。

他们还将努力缩小进行这一过程的舱室的大小,以便能有效地将其运送到月球。

氧气和金属来自月球风化层

在这张前后图像的左侧是一堆模拟月球土壤,或称风化层;右边是同样的一堆氧气基本上都被提取出来后,剩下的是金属合金混合物。未来月球上的定居者可以使用氧气和金属。图片来源:Beth Lomax格拉斯哥大学

与此同时,欧洲航天局和Metalysis公司也对创新者提出了挑战,要求他们开发一种过程监控系统,以便在未来的月球萃取工厂中跟踪氧气生产情况。

“几年前,我们意识到陆地矿物开采过程中看似不重要的副产品可能在太空探索中有着深远的应用,”Metalysis董事总经理伊恩•梅勒(Ian Mellor)说

“我们期待着继续与欧洲航天局和我们的工业伙伴探索,如何让我们的地球技术进入太空。”

“这个令人兴奋的项目是欧洲航天局更广泛的空间资源战略的一部分,它将帮助我们展示月球上已经存在的物质可以如何可持续地用于支持长期的空间工作,”欧洲航天局负责监督该项目的材料工程师阿德维尼特·马卡亚(Advenit Makaya)说。

“这个项目将帮助我们了解更多关于Metalysis的过程,甚至可能成为在月球上建立自动化氧气工厂试点的踏脚石——此外,3D打印机还可以使用金属合金来制造建筑材料。”

“未来,如果我们想要广泛地在太空旅行,在月球和月球上建立基地火星英国航天局的太空探索负责人苏·霍恩说:“我们需要制造或寻找生命所需的东西——食物、水和可呼吸的空气。”

“Metalysis参与的项目旨在通过在月球上制造氧气来实现这一目标,这将展示英国在世界舞台上的太空资历,并帮助解开突破,使未来的太空探索更近一步。”

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