Будущие лунные базы смогут получать кислород прямо из лунного грунта, не доставляя его с Земли. Об этом говорится в исследовании инженеров Манчестерского университета и Европейского космического агентства (ESA), посвященном испытаниям инновационной роботизированной системы добычи, транспортировки и подготовки реголита к переработке.
Кислород – один из важнейших ресурсов для освоения Луны. Он нужен не только для дыхания астронавтов, но и в качестве компонента ракетного топлива. При этом почти 45% массы лунного грунта составляет кислород, химически связанный с минералами. Однако прежде чем извлечь его, реголит необходимо выкопать, доставить к перерабатывающей установке и отделить самые мелкие частицы размером менее 100 микрон, которые лучше всего подходят для большинства технологий получения кислорода.
Именно эту цепочку исследователи проверили с помощью системы MoLES3. Она состоит из подвижного ровера с роботизированной рукой и ковшом, а также стационарной установки для сортировки грунта. Ровер самостоятельно выбирал место для копания с помощью камеры глубины, набирал около 300 граммов грунта за один цикл, доставлял его к сортировочной установке и выгружал через специальный гибкий переходник.
Испытания проходили на полигоне LUNA в Германии, где используется имитатор лунного грунта. За 2,5 часа система выполнила 37 рабочих циклов, переработав 10,8 килограмма реголита. В результате удалось получить 2,1 килограмма мелкой фракции, пригодной для последующего извлечения кислорода.
При этом исследование показало, что главным препятствием оказалась не сама сортировка. Эффективность работы вибрационной установки достигла 93% – она практически полностью отделяла частицы нужного размера. Основные потери возникали при передаче грунта от ровера к сортировщику: около 7% материала просыпалось или оставалось в бункере. По мнению ученых, именно устранение этих потерь позволит значительно повысить производительность будущих лунных комплексов.
Исследователи также выяснили, что на сортировку приходилось лишь около 11% общего энергопотребления системы. Основная часть энергии расходовалась на передвижение ровера и работу роботизированной руки.
Конечно, необходимо учитывать, что испытания проводились в земных условиях. На Луне, где сила тяжести в шесть раз ниже, характеристики работы оборудования будут отличаться. Тем не менее исследование впервые позволяет получить реальные количественные данные о работе полной цепочки подготовки лунного грунта – от добычи до сортировки. Эти результаты могут стать основой для создания автономных роботизированных комплексов, которые в будущем будут обеспечивать лунные базы кислородом, водой и сырьем для строительства.
