Perché mineraria di acqua sulla Luna potrebbe aprire lo spazio di esplorazione

Luna-di data mining appassionati erano particolarmente allegro di questa settimana, quando i ricercatori hanno sostenuto che avevano trovato la prova definitiva che il ghiaccio d’acqua esistente sulla superficie della Luna. C’è anche di più ghiaccio di quanto si pensasse fino a lì, troppo, e sappiamo esattamente dove un sacco di esso è. Che può rendere ancora più facile la mia acqua in futuro.

A lungo prima di questa scoperta, i ricercatori sono stati desiderosi di raccogliere l’acqua che possono essere in agguato sulla superficie lunare. È una risorsa che potrebbe essere di grande valore per il futuro a lungo termine le missioni sulla Luna, in quanto l’acqua è essenziale per la vita di funzione qui sulla Terra. Può essere riciclato all’interno di un habitat lunare o utilizzati per l’acqua potabile o il bagno. Potrebbe anche essere utilizzati per aiutare le piante a crescere sulla Luna, che sono necessari per nutrire il futuro lunare abitanti.

forse il più grande e più immediata applicazione per l’acqua lunare sta facendo propellente per razzi

Ma forse il più grande e più immediata applicazione per l’acqua lunare sta facendo propellente per razzi. I componenti principali dell’acqua in idrogeno e ossigeno sono due dei principali materiali che vengono utilizzati per i razzi di adesso. E facendo propellente per razzi di acqua sulla Luna potrebbe ridurre drasticamente il costo di fare ambiziose missioni nello spazio. Ora, razzi lasciando la Terra deve portare tutto il propellente di cui hanno bisogno con loro. Ma sfruttando ghiaccio lunare, razzi potrebbero potenzialmente fare rifornimento, una volta nello spazio, permettendo loro di raggiungere luoghi lontani per meno soldi.

“L’idea sarebbe quella di ottenere una sorta di catena di fornitura iniziato al di fuori della Terra per alcuni prodotti — in particolare, per l’acqua, come un propellente — in modo che potrebbe essere molto più facile per navigare nello spazio da un corpo all’altro,” Julie Brisset, ricercatore associato presso il Florida Space Institute, dice Il Ciglio della strada.

Ottenere nulla nello spazio è costoso. Se volete che il vostro satellite per liberarsi di gravità della Terra, avete bisogno di un sacco di propellente per il carburante il giro dell’orbita. In realtà, la maggior parte del peso di un razzo di lancio è il propellente necessario per ottenere la cosa nello spazio. E nel profondo dello spazio che si desidera andare, più propellente di cui hai bisogno. Più energia è necessaria per arrivare sempre più lontano dal pianeta tirare. Così per le missioni nello spazio più profondo diventa ancora più costoso per pagare tutti gli extra propellente necessario per arrivare e il più grande razzo a casa di propellente.

“Provate a immaginare se si aveva per auto a Denver e non ci sono stazioni di benzina lungo la strada.”

Ma se invece di prendere tutto il propellente che serve da Terra, a riempire il vostro serbatoio di gas con propellente che già nello spazio? Quindi, missioni di spazio profondo diventare più simili a cross-country viaggi su strada. “Provate a immaginare se si aveva per auto a Denver e non ci sono stazioni di benzina lungo la strada e si doveva portare tutti i vostri gas con voi da New York,” George Seminatori, professore presso la Colorado School of Mines e l’ex vice presidente della United Launch Alliance, dice Il Ciglio della strada. “Probabilmente non riuscivo a farlo in auto. Si avrebbe per il traino di tutto il carburante necessario.” Ecco perché l’idea di lunare di data mining è così allettante. Acqua dalla Luna potrebbe essere estratto, spezzato in combustibile per razzi, e trasportati in un propellente deposito nei pressi della Luna o in orbita terrestre bassa. Quindi, i razzi non avrebbe dovuto essere così grande per ospitare tutte le loro propellente. Si potrebbe semplicemente dock con un deposito e rifornimento per i viaggi più lunghi per lo spazio.

Il trasporto di propellente da la Luna e le altre posizioni nello spazio è in nessun posto vicino come costosi come il trasporto dalla Terra. La Luna è un sesto di gravità della Terra, il che significa che richiede meno energia per rompere la superficie. Seminatori di recente ha fatto un’analisi su quanto sarebbe il costo per il trasporto lunare propellente in posizioni diverse dallo spazio. E sempre l’acqua lunare in orbita terrestre bassa, per esempio, è ancora più conveniente rispetto all’invio da Terra, anche se il nostro pianeta è più vicino. “Se hai intenzione di utilizzare tale propellente in orbita terrestre bassa, è ancora in forse 20 o 30 per cento di risparmio, utilizzando lunare propellente contro la Terra propellente,” dice Seminatori.

Gli scienziati hanno iniziato a fantasticare su come attivare l’acqua lunare in combustibile per razzi per decenni, come prova ha montato che i poli lunari possono essere prime per l’industria mineraria. Nel 1994, una joint sonda della NASA e la US militare di nome Clementine trovato prove che l’acqua esiste in crateri della Luna poli. Questi luoghi non vedere mai la luce del Sole e non raggiungono mai temperature superiori a -250 gradi Fahrenheit. Più missioni sulla Luna, poiché hanno indicato che l’acqua può essere presente in questi luoghi. Nel 2009, la NASA ha sbattuto una navicella spaziale chiamata LCROSS in un cratere della Luna, polo sud, per vedere che tipo di materiali, l’impatto a calci. La NASA ha scoperto che c’era circa il 5 per cento di acqua in quello che è stato espulso.

Tuttavia, secondo uno studio pubblicato questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences indica che alcune zone della Luna può essere traboccante in acqua. I ricercatori dell’Università delle Hawaii e la Brown University, ha analizzato i dati raccolti da India Chandrayaan-1 navicella, che ha lanciato verso la Luna nel 2008. Utilizzando uno dei veicoli, strumenti, sono stati in grado di individuare le aree di ghiaccio sulla Luna, misurando la della riflettenza dell’acqua. Inoltre, è stato osservato queste posizioni in luce infrarossa, che ha permesso loro di determinare se l’acqua era nel ghiaccio di forma e non di vapore o liquidi. Non solo confermare che il ghiaccio d’acqua è esposta sulla superficie lunare, ma in alcune zone della terra sono costituiti da 20 a 30 per cento di ghiaccio. A seconda di quanto in profondità nella superficie del ghiaccio va, che potrebbe essere sufficiente foraggio per il propellente per razzi.

“Abbiamo davvero non hanno bisogno di essere che la concentrazione di tutto il mondo,” dice Phil Metzger, planetario, un fisico presso l’Università della Florida Centrale e co-fondatore della NASA, Palude Lavora presso il Kennedy Space Center. “Abbiamo solo bisogno di un po di posizioni di maggiore concentrazione in modo da avere abbastanza acqua per fornire tutto lo spazio di mezzi di trasporto per i prossimi 30 anni”.

“Sappiamo come progettare le attrezzature di estrazione. Non sappiamo quale set di attrezzatura da utilizzare.”

Un propellente deposito in orbita terrestre bassa, si apre un sacco di opportunità per nuovi tipi di missioni nello spazio. Un’idea è una cosa chiamata space tug — un razzo che rimane nello spazio, il rifornimento di carburante, in ordine al traghetto di satelliti per le loro destinazioni finali. Ora, satelliti di andare in alta orbita sopra la Terra sono distribuiti in un primo trasferimento in orbita e poi trascorrere sei mesi a un anno lentamente alzando sé superiore, con a bordo eliche di manovra. Durante quel tempo, la tv non può fare il suo lavoro, in modo da non fare soldi. Ma con uno spazio tug, i satelliti possono essere distribuiti in orbite più basse con i più piccoli razzi, e poi un razzo riutilizzabile già nello spazio potrebbe “tirare” la sonda in orbita finale in pochi giorni. Che salva gli operatori satellitari soldi: non hanno bisogno di più grande di un razzo per ottenere il loro payload nello spazio, e hanno più tempo per fare i soldi da loro sonde.

Quindi sì, la Luna-acqua-come-carburante è affascinante, ma non sarà facile per avviare l’estrazione mineraria di acqua nello spazio. Primo, c’è bisogno di una vasta campagna di prospezione. Grazie per i PNA studio, i ricercatori hanno praticamente creato una mappa che mostra dove trovare il più succoso di blocchi di ghiaccio ai poli lunari. Il passo successivo è quello di inviare lander e rover a quelle aree di capire la posizione di destinazione e che la consistenza del ghiaccio. Gli scienziati non sanno ancora se il ghiaccio è in forma di fango mescolato con lo sporco o se è come mattoni pieni fusi insieme con altro materiale di superficie. “Sappiamo come progettare le attrezzature di estrazione. Non sappiamo quale set di attrezzatura da utilizzare,” dice Metzger.

Un’idea è scavare il suolo lunare con uno scavo robot che trasportano i materiali di un processore. Il processore poi si separa il ghiaccio dal terreno attraverso il riscaldamento e si rompe l’acqua nei suoi componenti di base di energia elettrica. Alcuni dei il combustibile viene quindi utilizzato per lanciare il resto dell’acqua della Luna a bordo di un veicolo di trasporto, l’invio di qualsiasi propellente depot lo spazio.

Naturalmente, tutto questo può essere molto costoso. “Si tratta di un’analisi dei costi”, dice Metzger. E ‘ più conveniente per il lancio del razzo a combustibile da Terra, o è più conveniente per avviare l’apparecchio in uno spazio tempo e quindi mantenere che le attrezzature e utilizzarlo per creare continuamente combustibile per razzi nello spazio?” Basato su analisi fatta da Metzger, Brisset, e Seminatori, si stima che ci vorrà un decennio per investire in Luna di data mining per essere redditizia. Ma perché lunare di data mining è così rischioso, è possibile, non un sacco di venture capitalist si desidera saltare a destra di distanza.

Per questo motivo il team suggerisce che la NASA dovrebbe essere coinvolto parziale finanziamento da parte di data mining primi sforzi di sviluppo. In quel modo, gli investitori commerciali sarà più probabile che il passo in se un governo credibile agenzia è coinvolta e cuscinetto alcuni dei costi.

“Sarebbe fare missioni su Marte a basso costo, e fa praticamente tutto quello che facciamo al di là di Terra a prezzi accessibili.”

La NASA non sarebbe solo essere facendo investitori un favore: l’agenzia spaziale ha suggerito che potrebbe essere necessario fino a 100 tonnellate di propellente ogni anno per alimentare i veicoli lasciando la superficie lunare da una base, secondo Seminatori’ analisi. Se avessero spedire tutti che da Terra, si avrebbe un costo di circa $3,5 miliardi all’anno. I risparmi da fare la Luna di carburante potrebbe fare missioni sulla Luna e su Marte più conveniente. “Sarebbe fare missioni su Marte a basso costo, e fa praticamente tutto quello che facciamo al di là di Terra a prezzi accessibili”, dice Seminatori. Per esempio, utilizzando lunare propellente per rifornire di carburante i razzi sarebbe abbassare il costo di andare sulla Luna dalla Terra da un fattore tre, secondo i Seminatori. Questo è un dettaglio importante, dato che la NASA sta cercando di fare missioni umane sulla Luna, ancora una volta.

“Ho detto per anni, ora che l’acqua è l’olio di spazio,” dice Seminatori, aggiungendo: “Se la NASA progetta di creare una presenza umana permanente sulla Luna, la prima cosa che la NASA ha bisogno di fare è costruire un impianto di produzione di propellente.”