Ay'ın Robert Zubrin'in Mars yerleşim Planının Çalışması İçin Yeterli Suyu Var mı?


11

Robert Zubrin'in "Mars Örneği" nde (diğer şeylerin yanı sıra) su bularak ve suyu Hidrojen ve Oksijene ayırmak için elektroliz kullanarak Mars'a yerleşmek için bir plan çiziyor. Bu araçlar için yakıt ve mürettebatın nefes alması için hava sağlar. Benzer bir plan aya yerleşmek için kullanılabilir mi? Bir yerleşimin kendi kendine yetebilmesi için ayda yeterli kaynak var mı? Bunun yaşayabilmesi için ayda yeterli su var mı?


3
Muhtemelen Space Exploration'da daha iyi bir soru, ama bu, burada konu olan gezegen bilimi (Ay suyunun analizi) ile ilgilidir.
called2voyage

Bence ay eksenel eğimi sabit kalır. Değilse, kutup kraterlerindeki uçucu maddelerin birikmesi için uzun zamanları olmayabilir. Paul D. Spudis tarafından Lunar ISRU hakkında kısa bir konuşma: youtube.com/…
LocalFluff

Yukarıda bağladığım videoda saat 18: 50'de Dr. Spudis, ay kutup kraterlerindeki tahmini su buzu miktarının 600 milyon mt olduğunu söylüyor. 2200 yıl boyunca her gün bir uzay mekiği fırlatma (Dünya'dan) için yeterli.
LocalFluff

Yanıtlar:


8

Kendi kendine yeterlilik inanılmaz derecede geniş bir terimdir. Evet, Ay'da su olduğunu ve evet, kendi kendine sürdürülebilir yollarla gerekli elektriği üretmenin uygun yolları olduğunu iddia edebiliriz, ancak asıl soru Ay'da her ikisi için de geçerli olacak alanlar var mı? Aynı zaman.

Gördüğünüz gibi, Ay'da yüzey veya yeraltı sularının yakınında bulunabileceği ve kütle ekstraksiyonu için en uygun yer, kutupsal, kalıcı olarak karanlık bölgelerdir. Gerçekten de, ISRO (Hint Uzay Araştırma Örgütü) Chandrayaan-1 uzay aracı, ay güney kutup bölgesinde yüzey ay regolit minerallerine kilitlenmiş su, muhtemelen ay çekirdeğinin derinliklerine gömülen ve asteroid ve kuyruklu yıldız etkilerinden kaynaklanan ve yüzeye yakın magmatik su. Ay'ın diğer bölgelerinde güneş ışığına ve Güneş radyasyonuna maruz kalan herhangi bir serbest biçimli su doğrudan gaz formuna süblimleşecek ve iyonlaşma ile hidrojen atomlarını kaybedecek, bu nedenle yüzeyde bir dereceye kadar hidrojen ve oksijen atomları mevcut olabilir. katman mineralleri, ekstraksiyon muhtemelen çok ayrıntılı olacaktır.

Ancak, su kaynağınızı nerede bulursanız olun, ekstraksiyon tesisinize güç sağlamak için yine de büyük miktarda elektriğe ihtiyacınız olacak, daha sonra moleküler suyu bileşen atomlarına ayırmak için elektroliz kullanacak ve kriyojenik koşullarda bulunan diyatomik sıvılara sıkıştıracaksınız. itici bileşenler olarak, oksitleyici olarak diatomik sıvı oksijen (veya LOX) olarak uygun ve roket yakıtı gibi moleküler miktarda diatomik sıvı hidrojen (veya LH2) iki katına çıkar. Elektrik ile ilgili sorun, eğer kendi kendinize ve büyük miktarda bitkilerinize güç sağlamak için getirmedikçe, muhtemelen güneş enerjisi olarak kullanmak isteyeceksiniz veya ayın içindeki helyum-3 (veya 3 He) ve üçüncü nesil Helium-3 füzyon reaktörünüze güç verin. Örneğin bakınız bu cevabı benim üzerindeBunun nasıl yapılabileceğine dair Uzay Araştırması .

Bu nedenle, şimdilik, Ay kaynaklarını kullanmak için ana muamele, gerekli elektriğin üretilmesinin kendi kendine sürdürülebilir yollarının olduğu yeterli ve yaşayabilir şekilde su kaynakları bulmaya devam etmektedir. Düşünebileceğim bir seçenek, Güneş ay ekvatoruna en fazla maruz kalanlarda kalmak ve döteryum ve trityum hidrojen izotopları ve ay regolitinden helyum-3 çıkarmak, hepsi Koronal Kütle Çıkarmalarından (CME) gömülü. Oksitlenmiş minerallerin ezilmesi ve hidrojen izotopların varlığı ile terleyen iyonize suya ter dökülmesiyle gerekli oksijen üretilebilir ve helyum-3, daha sonra su moleküllerini daha sonra bileşen atomlarına ayırmak için gerekli elektriği üreten bir füzyon reaksiyonunu sürdürmek için kullanılabilir. hidrojen ve oksijenin elektroliz ile uzaklaştırılması.

Bu hidrojen ve helyum izotoplarının ne kadarı gerçekten ay regolitine gömülür ve bu tortular ne kadar süre kalır, muhtemelen Güneş radyasyonu tarafından bombardımana tutulduğu için regolitin statik yükü nedeniyle en azından bir süre orada kalır, ancak bu tamamen farklı bir soru ve henüz cevaplayamadığımız bir sorudur. Lunar exosphere ve toz ortamının incelenmesi, LADEE'nin (Lunar Atmosfer ve Toz Çevre Gezgini) tek amacı. Az önce bahsettiğim bu teoriler için kesin bilimsel kanıt sunup sunamayacağını yaklaşık bir yıl içinde bileceğiz.


Kutuplarda enerji sorunu 14 günlük karanlığa maruz kalan ekvatora göre daha küçüktür. Ay direklerinde, neredeyse sürekli güneşe maruz kalan krater sırtları, su buzlu kalıcı gölgeli krater tabanlarının yanında bulunur. Güneş panelleri, altındaki kraterdeki robotlara kablo veya belki de mikrodalgalarla güç verebilir. Madencilik işlemleri sadece zeminin ısıtılması ve uçucuların yüceltildikçe toplanmasından ibarettir.
LocalFluff

@LocalFluff Ay'ın da hafif bir eksenel eğimi vardır, bu nedenle kalıcı güneş ışığı bölgeleri nadir ve çok uzaktır. IIRC, tek bir krater etrafındaki ay Kuzey kutbunda sadece bir avuç doruğa hak kazanır ve bildiğimiz kadarıyla Güney kutbunda hiç yoktur. Yani evet, söylediğiniz şey mümkün, tek büyük kraterin yeterli su buz rezervi içerdiğini varsayarak. Yine de büyük sıcaklık farkıyla uğraşırsınız ve Dünya ile iletişim kurmak gerekiyorsa, ay kutup yörüngesinde birkaç röle uydusu gerekir. Bütün bunlar, ay ekvator IMO'sunda yapmak çok daha basit olabilir. Ama yeni bir cevap gönderin.
TildalWave

Ah evet, işte burada; Ay: Mevsimler hakkındaki Wikipedia makalesinde biraz daha ayrıntılı bilgi . Bahsetti ... Ay'ın kuzey kutbundaki Peary kraterinin kenarındaki dört dağlık bölge .
TildalWave

Aşağıya bağlı harita, ay güney kutbundaki güneşlenme süresini göstermektedir. En parlak krater jantları% 95'in üzerinde güneşlenme süresini temsil eder. Bu, hazırda bekletme modunda veya depolanmış güçte (yerel kaynakları kullanan yakıt hücreleri gibi) ayda 36 saatten az anlamına gelir. apod.nasa.gov/apod/ap110423.html Dünya ile görüş hattı iletişiminde olduğu gibi, ay iletişimine gerek yok. Zemin sıcaklığı, güneşe açı nedeniyle kutuplarda daha düşüktür ve güneşe maruz kalmanın neredeyse sabit olduğu yerlerde daha kararlıdır. Optimum alanlar ve kaynaklar, roket fırlatma yeteneğine kıyasla büyüktür.
LocalFluff

1
@LocalFluff Tamam, alternatif bir cevap için beni ikna etmeye gerek yok. Sahip olduğum bilgilere ve bana en anlamlı gelen bilgilere dayanarak mayın yazdım. Fizibilite hakkında farklı bilgi ve fikirleriniz var, bu yüzden lütfen başka bir cevap yazın. Daha fazla, daha iyi. Burada önerdiğim seçenekle evli değilim. ;)
TildalWave

4

Buna ek olarak, Mars ~% 95 CO2'den (Zubrin'in yaptığı en önemli noktalardan biri) oluşan çok daha önemli bir atmosfere sahipken, ayın atmosferi mukayese edilir. Bu neden önemli? Yanına getirilecek Hidrojen tedariki ile birleştiğinde, roket yakıtı olarak kullanılabilen metan (CH4) üretmek için CO2 ile H2'yi birleştirebilirsiniz; su da üretilebilir. Sabatier reaksiyonuna bakın .

Sayfa 60'da "Mars davası" CH4 / O2 ve CO / O2 itici sistemlerinin avantajları ve dezavantajları hakkında da konuşur, eğer hidrojen mevcut olsaydı birincisi gerçekten daha iyi bir alternatiftir. Ayrıca, yerleşim yerleri hakkında konuşurken, keşif çok önemli bir işlevdir. Araçlar için yakıt, Mars'ın atmosferik CO2'si kullanılarak da sağlanabilir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.