Американская компания Masten Space Systems представила план по добыче льда на Луне в рамках соответствующего конкурса NASA. Инженеры компании предложили использовать для этого ровер с реактивным двигателем, который будет поднимать грунт и всасывать его, а затем отделять от взвеси водяной лед.
В ближайшие годы США с несколькими странами-партнерами и Китай с Россией планируют начать активные программы по исследованию Луны, в том числе с высадкой людей, а также строительство лунной базы. Первые миссии будут пользоваться только ресурсами с Земли, но для масштабного исследования Луны потребуются частые и дорогие миссии снабжения, поэтому космические агентства и частные компании работают над созданием технологий добычи полезных ресурсов из лунного грунта. Главная цель разработчиков будущих лунных миссий — это водяной лед, который, согласно данным последних исследований, расположен прямо на поверхности в полярных областях Луны. Воду можно использовать как для обеспечения жизни космонавтов (в исходном виде и в виде кислорода, получаемого при электролизе воды), так и для создания топливной пары кислород-водород для реактивных двигателей.
В конце 2020 года NASA запустило конкурс по созданию технологий для добычи воды из льда на Луне и демонстрации их работы. Зона конкурса будет расположена в 11 километрах от южного полюса и разбита на две области: посадочную и область добычи. Аппараты участников конкурса должны будут приземлиться в посадочной области площадью 98 тысяч квадратных метров. В посадочной области NASA расположит энергетическую установку мощностью 10 киловатт, которую смогут использовать участники. Судя по всему, речь идет о ядерном реакторе, который агентство успешно испытало в 2018 году. Также NASA предоставит возможность доставлять энергию от реактора на расстояние до четырех километров, но пока не ясно, каким образом.
Область проведения конкурса NASA
Источник изображения: NASA
В 3,27 километра от посадочной зоны будет расположена зона добычи, а в 200 метрах от нее NASA установит аппарат для добычи воды из реголита. При этом участники могут использовать и свой аппарат для переработки реголита. После переработки тем или иным способом аппараты участников должны будут доставить полученную воду в посадочную область. Всего каждая команда должна будет доставить 10 тонн воды.
Компания Masten Space Systems вместе с Honeybee Robotics и Lunar Outpost разработала оригинальный метод добычи воды в рамках конкурса. Миссия команды будет состоять из двух аппаратов: посадочного с аппаратом для плавления льда и баками хранения воды, и ровера, который будет добывать этот лед. После посадки восьмиколесный ровер съедет с посадочного аппарата и отправится в зону добычи. Для добычи льда у в нем по центру установлен реактивный двигатель со складными стенками сопла, которые будут опускаться на грунт, чтобы создавать условно герметичную камеру. После этого аппарат будет активировать двигатель импульсами по полсекунды, во время которых лунный грунт будет подниматься в воздух. Разработчики планируют создавать таким способом ямы глубиной два метра. Компания отмечает, что успешно протестировала эту часть метода в пустыне Мохаве и показала записи испытаний (на видео ниже вставки с испытаний можно увидеть начиная с 3:43).
После того как грунт поднимется под действием реактивной струи, ровер засосет образовавшуюся взвесь в аппарат разделения фракций. В нем используется несколько методов сепарации: магнитная, электростатическая, инерционная (конструкция циклонного типа) и конденсационная. В результате ровер будет собирать лед и газы от реактивного двигателя, а отделенные частицы грунта будет выбрасывать сразу же на месте добычи.
Компания отмечает, что расчетная производительность ровера значительно превышает требования NASA. Он сможет делать по три ямы в четырех секторах добычи в день. В каждой яме разработчики планируют добывать по 100 килограмм льда. Таким образом, за год работы это позволит добыть 426 тонн воды.
Это не первая необычная лунная миссия, предложенная Masten Space Systems. В прошлом году ее инженеры разработали метод мгновенного создания посадочной площадки на поверхности Луны: для этого они предложили добавлять в выхлоп из сопла плавящиеся элементы, которые будут затвердевать на поверхности и образовывать твердую поверхность на сыпучем реголите.
Григорий Копиев
