Китайские ученые совершили прорыв в изучении водных ресурсов Луны, разработав новый метод получения воды из лунного грунта. Метод основан на использовании ильменита, минерала, способного хранить и высвобождать водород при нагревании. Это открытие может значительно сократить необходимость в доставке воды с Земли и позволит будущим колонистам выращивать свою собственную пищу на Луне.
Вода в минералах
Долгое время считалось, что Луна является безводным местом. Ранние лунные миссии, такие как Apollo, не обнаружили значительных признаков воды. Однако последующие миссии, включая Cassini, Chandrayaan-1 и Deep Impact, обнаружили на лунной поверхности минералы, содержащие воду, и гидроксильные группы. Это противоречило выводам миссий Apollo о сухой Луне.
Особенно много воды было обнаружено в постоянно затененных регионах на полюсах Луны. Эти области, защищенные от солнечного света, позволяют водяному льду сохраняться в течение миллиардов лет.
Несмотря на наличие воды, она существует в следовых количествах, часто химически связанная с минералами в лунном грунте, что делает ее извлечение сложной задачей. Но, похоже, для этой проблемы найдено решение.
Добыча лунной воды
Группа ученых предложила метод получения воды путем объединения водорода, занесенного солнечным ветром, с кислородом в лунном реголите. Этот процесс был испытан на образцах, доставленных миссией Chang'E-5 в 2020 году. Нагревая лунный реголит с помощью вогнутых зеркал до температуры выше 1200K, ученые смогли получить не менее 50 кг воды из тонны лунного грунта.
Ключевую роль в этом методе играет ильменит - распространенный на Луне железный минерал. Уникальная структура решетки ильменита содержит субнанометровые туннели, которые захватывают водород. Этот водород в течение миллиардов лет заносился на Луну солнечным ветром.
При нагревании лунного реголита хранящийся в ильмените водород реагирует с кислородом в минералах, образуя водяной пар. Этот пар можно затем собрать и конденсировать в жидкую воду, предлагая жизнеспособный ресурс для поддержания человеческой жизни на Луне.
По предварительным оценкам, метод позволит производить достаточное количество воды для 50 астронавтов ежедневно. Это колоссальный шаг на пути к созданию долгосрочного присутствия человека на Луне. Вода может использоваться для питья, орошения растений, поддержки более длительных лунных миссий и прокладывания пути для будущих космических исследований.
Статья об исследовании опубликована в журнале The Innovation.
