對於那些研究在月球或火星上進行3D列印的人,可能沒有想到:在建造未來的太空棲息地時,太空人將如何呼吸?
為了解決月球上定期供氧的問題,歐洲航天局(ESA)正在探索一種可能依賴地球上已有技術的制氧廠的可能性。氧氣是金屬精煉工藝的副產品,用於製造3D列印金屬粉末。儘管氧氣以前在我們的本星球上沒有應用,但該公司意識到氧氣可以為太空提供深遠的用途。
月球塵埃或月球重石是覆蓋月球的細小巖石層,與地球上的礦物沒有什麼不同。它由鐵和鈦等金屬結合的45%的氧氣組成。提取氧氣的過程稱為熔融鹽電解。在施加電流之前,將礦物放置在專用室內加熱到950°C的熔融氯化鈣鹽中。氧氣被吸引到陽極,剩下金屬粉末。
「幾年前,我們意識到陸地礦物提取過程中看似不重要的副產品可能在太空探索中具有深遠的應用。」 英國3D列印金屬粉末製造商Metalysis公司董事總經理說,「我們希望繼續與ESA一起探索如何讓地球技術在太空中使用。」
2020年1月,ESA在位於荷蘭的歐洲空間研究與技術中心(ESTEC)建立了原型氧氣廠。
隨著項目的推進,團隊目前正在探索收集和儲存氧氣的可能性,以及使用過程中產生的金屬進行3D列印的可能性。氧氣最終將被用於提供可呼吸的空氣和火箭燃料,而這些金屬可在月球上進行3D列印,包括用於棲息地建設。
從月球上發現的資源中獲取氧氣顯然對未來的登月者來說非常有用,無論是呼吸還是在當地生產火箭燃料。
現在我們已經擁有了運行中的設施,我們可以對它進行微調,例如,通過降低工作溫度,最終設計出該系統的一種版本,該系統有一天可以飛到月球上進行操作;分解正在完善氧氣提取技術,以產生儘可能多的氣體,以最大限度地利用其在月球應用中,修改包括更改電流和試劑以增加氧氣量。
此外,ESA和Metalysis發起了一項挑戰,尋求外部工程師開發用於跟蹤氧氣產生的過程中監控系統。該項目的總體目標是創建一個試驗工廠,該工廠將能夠在月球上可持續運行。