Woda na Księżycu – jak ją pozyskiwać?

Naukowcy potwierdzili, że woda jest obecna na Księżycu. Będzie ona niezbędna astronautom zamieszkującym przyszłe bazy tam zbudowane. Badacze opracowali metodę pozyskiwania jej z regolitu występującego na naturalnym satelicie Ziemi.

Zasoby naturalnego satelity Ziemi

.Woda odgrywa kluczową rolę w przetrwaniu ludzi na powierzchni Księżyca, stanowiąc ważne zagadnienie dla naukowców zajmujących się opracowaniem technologii umożliwiających życie na Srebrnym Globie oraz na innych planetach. Badacze z Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) Chińskiej Akademii Nauk (CAS), pod kierownictwem profesora Wanga Junqianga opracowali nową metodę masowej produkcji wody poprzez reakcję między regolitem księżycowym a endogennym wodorem (endogenous hydrogen). Badanie zostało opublikowane w The Innovation.

Wyniki poprzednich eksploracji Księżyca, takich jak misje Apollo i Chang’E-5, ujawniły, że woda powszechnie występuje na Księżycu. Jednak jej zawartość w minerałach obecnych na Srebrnym Globie jest niezwykle niska i wynosi od 0,0001% do 0,02%. Wydobycie i wykorzystanie tego surowca na miejscu pozostaje wyzwaniem dla astronomów.

„W naszym badaniu wykorzystaliśmy próbki regolitu księżycowego przywiezione przez misję Chang’E-5, próbując znaleźć sposób na produkcję wody na Księżycu” – mówi Wang.

Woda na Księżycu – jak ją pozyskiwać?

.Badanie wykazało, że gdy regolit księżycowy jest podgrzewany powyżej 920 stopni Celsjusza za pomocą wklęsłych luster, jeden gram stopionego pyłu może wytworzyć 51-76 mg wody. Jak podkreślają naukowcy, jedna tona regolitu księżycowego może wyprodukować ponad 50 kg płynu, co odpowiada około stu 500-ml butelkom wody pitnej. Byłaby to ilość wystarczająca dla 50 osób na jeden dzień.

Astronomowie stwierdzili również, że ilmenit (minerał zaliczany do gromady tlenków) księżycowy (FeTiO3) zawiera największą ilość wodoru implantowanego przez wiatr słoneczny spośród pięciu podstawowych minerałów obecnych w regolicie, ze względu na jego unikalną strukturę sieciową z tunelami sub-nanometrowymi.

Eksperymenty ogrzewania regolitu wykazały, że wodór w minerałach księżycowych jest ważnym zasobem do produkcji wody na Księżycu. Taki surowiec mógłby być wykorzystywany zarówno do picia, jak i nawadniania roślin. Zdaniem naukowców mógłby być również rozkładany elektrochemicznie na wodór i tlen, przy czym wodór mógłby być wykorzystywany do produkcji energii, a tlen byłby niezbędny do oddychania.

Badanie to jest ważną częścią eksploracji Księżyca, wykorzystania obecnych tam zasobów, co w przyszłości pozwoli zbudować tam bazę i stację badawczą.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG