|
Превращение марсианского грунта в металл
|
|
|
|
Идея строительства поселений на Марсе - популярная цель миллиардеров, космических агентств и энтузиастов межпланетных полетов. Но для строительства требуются материалы, а мы не можем доставить все это с Земли: только отправка однотонного марсохода НАСА "Персеверанс" на Красную планету обошлась нам в 243 миллиона долларов.
|
|
|
|
Если мы не собираемся строить поселение для муравьев, нам понадобится гораздо больше материалов. Так как же нам это сделать?
|
|
|
|
Аспирант CSIRO и выпускник Суинбернского университета доктор Дэдди Набабан много лет размышлял над этим вопросом. Его ответ кроется в марсианской грязи, известной как реголит.
|
|
|
|
"Отправка металлов на Марс с Земли, возможно, и осуществима, но это неэкономично. Можете ли вы представить себе доставку тонн металлов на Марс? Это просто непрактично", - говорит он.
|
|
|
|
"Вместо этого мы можем использовать то, что доступно на Марсе — это называется утилизацией ресурсов на месте (ISRU)".
|
|
|
|
В частности, доктор Набабан занимается астрометаллургией — производством металлов в космосе.
|
|
|
|
|
|
|
Строит литейный завод за пределами планеты
|
|
|
|
Как оказалось, на Марсе есть все ингредиенты, необходимые для производства самородных металлов. Сюда входят богатые железом оксиды в реголите и углерод из его тонкой атмосферы, которые действуют как восстановители.
|
|
|
|
Астрометаллург из Технологического университета Суинберна, профессор Акбар Рамдхани, работает с доктором Набабаном, чтобы протестировать этот процесс с помощью имитатора реголита — искусственного воссоздания материала, найденного на Марсе. Эта работа была опубликована в двух статьях в журнале Acta Astronautica.
|
|
|
|
"Мы выбрали имитатор со свойствами, очень похожими на те, что были обнаружены в кратере Гейл на Марсе, и обработали его на Земле в условиях, имитирующих условия Марса, чтобы получить хорошее представление о том, как этот процесс будет осуществляться за пределами планеты", - сказал он.
|
|
|
|
Имитатор помещается в камеру с давлением на поверхности Марса и нагревается при возрастающих температурах. Эксперименты показали, что чистое металлическое железо образуется при температуре около 1000°C, а жидкие железо-кремниевые сплавы - при температуре около 1400°C.
|
|
|
|
"При достаточно высоких температурах все металлы соединились в одну большую каплю. Затем их можно было бы отделить от жидкого шлака так же, как это происходит на Земле", - сказал профессор Рамдхани.
|
|
|
|
Вместе с доктором Набабаном профессор Рамдхани сотрудничает с доктором Марком Паунсеби из CSIRO для дальнейшего совершенствования процесса. Они особенно сосредоточены на производстве металлов с нулевыми отходами, когда побочные продукты процесса используются для изготовления полезных изделий.
|
|
Если вы не можете отправить его, сделайте это сами
|
|
|
|
ISRU - растущая область космической науки, потому что при запуске ракет важен каждый килограмм. Хотя стоимость запусков снижается, потребности в исследованиях человеком огромны.
|
|
|
|
Но уже происходят значительные изменения, в том числе первая демонстрация ISRU за пределами планеты: в ходе эксперимента MOXIE на борту марсохода Perseverance был получен пригодный для дыхания кислород, используя только углекислый газ, содержащийся в атмосфере планеты.
|
|
|
|
Производство металлов - это следующий гигантский скачок. Профессор Рамдхани надеется, что сплавы, изготовленные на Марсе, могут быть использованы в качестве обшивки жилых домов или исследовательских объектов, а также в механизмах для земляных работ.
|
|
|
|
"Безусловно, есть проблемы. Нам нужно лучше понять, как эти сплавы будут работать с течением времени, и, конечно, можно ли воссоздать этот процесс на реальной поверхности Марса", - сказал он.
|
|
|
|
Но тем временем Суинберн и его партнеры удваивают усилия. Профессор Рамдхани вместе с доктором Мэттом Шоу и доктором Дэдди Набабаном из CSIRO недавно провели четырехдневный совместный семинар Суинберна и CSIRO по астрометаллургии в Южной Корее, и отзывы были многообещающими.
|
|
|
|
"Мы начинаем замечать растущий интерес к этой области во всем мире, поскольку мир серьезно относится к исследованию Марса", - сказал он.
|
|
|
|
"Чтобы это произошло, нам понадобятся эксперты из многих областей — горнодобывающей, инженерной, геологической и многих других".
|
|
|
|
Для доктора Набабана преимущества выходят за рамки научных исследований. Он надеется, что их исследования также приведут к повышению эффективности металлургии на Земле.
|
|
|
|
"Делая это, я хотел бы помочь развитию космических исследований, и в конечном итоге это принесет пользу жизни людей здесь, на Земле".
|
|
|
|
Источник
|
