Лунная пыль может загрязнить водоснабжение колонистов
Очистка воды - это крупный бизнес на Земле. Компании предлагают все, начиная от опреснения и заканчивая обеспечением необходимого уровня pH для питьевой воды. Но на Луне не будет подобной технической инфраструктуры для поддержки астронавтов, пытающихся создать там постоянную базу. И есть один особый материал, который еще больше усложнит очистку воды, — лунная пыль.
Мы много раз сообщали о проблемах со здоровьем, вызванных лунным реголитом, поэтому кажется очевидным, что вы не хотите его пить. Более того, абразивная пыль может вызвать проблемы с уплотнениями, например, используемыми в электролизерах для получения ракетного топлива из подземных водных ресурсов. Это может негативно сказаться даже на самом оборудовании для очистки воды.
К сожалению, это загрязнение неизбежно. Лунная пыль обладает слишком высокой адгезией и электростатическим зарядом, чтобы ее можно было хранить полностью отдельно от оборудования, предназначенного для переработки или очистки воды. Поэтому группа исследователей из DLR в Германии решила проверить, что произойдет, если намеренно растворить лунный реголит.
Неудивительно, что короткий ответ - ничего хорошего. Растворенный лунный реголит приводит к тому, что рН, мутность и концентрация алюминия в воде превышают нормативы Всемирной организации здравоохранения для безопасной питьевой воды. Это происходило даже при коротком времени экспозиции (2 минуты) и статических значениях рН, поскольку в части экспериментов они использовали буфер с рН 5,5.
Для этих экспериментов они использовали не настоящую лунную пыль, а имитатор, созданный на основе реголита, собранного во время миссии "Аполлон-16". Он имитирует реголит, который, как считается, наиболее похож на места посадки "Артемиды". В дополнение к изменению рН и продолжительности воздействия (которое достигло 72 часов), авторы также варьировали количество растворенного кислорода в системе и размер частиц имитатора.
Эти отрицательные результаты были получены при каждом варианте тестирования, независимо от того, какая комбинация из четырех контрольных переменных использовалась. В конечном счете, это означает, что инженерам придется разработать систему фильтрации воды от этих отложений, прежде чем ее можно будет повторно использовать в общей системе водоснабжения.
В статье, опубликованной исследователями в журнале Frontiers in Space Technologies, рассматриваются некоторые потенциальные решения для этой системы очистки воды. Для каждого из ограничений, которые были нарушены, требуется своя методика очистки. По мнению автора, снижение мутности является первым требованием. Для этого они предлагают провести стандартную фильтрацию или дать частицам пыли осесть.
Следующим по важности является удаление алюминия, поскольку другой эксперимент показал, что растения, выросшие в лунном грунте, проявляли признаки токсичности алюминия. Дополнительные ионы, включая кальций, железо и марганец, также необходимо удалить, поскольку в некоторых тестовых партиях их содержание превышало допустимые уровни, но не во всех. Для удаления этих ионов потребуется процесс обратного осмоса или ионный обмен. Удаление ионов также жизненно важно для полноценной работы электролизера.
Авторы, по-видимому, в конечном счете стремились создать платформу для тестирования и валидации процессов очистки воды для будущих миссий по исследованию Луны. Учитывая результаты их экспериментов, несомненно, в будущем будут проводиться испытания и разрабатываться многочисленные технологии для решения этих технических задач. В конечном счете астронавтам придется пить воду на Луне — и она будет поступать не только из земных бутылок.
