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有望从月球永久暗影区域提取出产推进剂的工业用水

2019-09-12 11:00:54

Transastra公司“迷你蜜蜂”演示任务(构想图)。图片来源:Transastra公司网站

人类到哪里都离不开水,太空中也不例外。现在,空间站中宇航员的饮用水依然产自地球,运用火箭运送补给,运费比本钱高得多。从地球运水,明显无法满意路远、人多的月球基地等未来太空设备的运转需求。

科学家说,月球、小行星等天体上有丰富的水资源,那里的水既能为宇航员供给生命支撑,又能够分解成氢和氧,作为燃料给路过的航天器“加油”

可是,太空中的水该怎样挖掘?是不是要把地球上的机器运过去打口井?美国国家航空航天局(NASA)打算怎样处理这一难题?

用好太阳能,月球融水冰

Transastra公司的项目名为“月球极地推进剂挖掘前哨站(LPMO)”,其获得NIAC的一阶段赞助,开始前期概念研讨。LPMO或许能为开发月球极地陨石坑中巨大的水冰储藏,供给一个可行的方案。

陨石坑中之所以有许多的水冰,是因为那里地形低洼,整天不见太阳,温度极低。但是,陨石坑的边缘却是整天阳光普照。事实上,这些坑并不深,从底部到顶部只有100米左右。因而,Transastra公司的研讨团队设想在陨石坑中建立采水基地,插上许多百米高的桅杆,顶部设备太阳能电池阵列,为基地供给无穷无尽的能源。由于月球外表的重力很小,不必忧虑电池将桅杆压弯。

详细的采水则由电动周游车完成。它们在冰面来回漫步,向下发射由无线电、微波和红外线组合而成的特别射线,经过辐射使水冰蒸发,一起用冷凝方法收回。研讨人员认为,周游车可由NASA巨大的“空间发射体系”(SLS)火箭或“蓝色来源”公司的新格伦火箭发射,分量在2—5吨之间,每年能挖掘相当于自身质量20—100倍的水。

假如说LPMO需求将太阳能转变为电能再转化为辐射,索沃斯的项目则是直接使用太阳光的热量。今年6月,他在NASA未来空间举动(FISO)工作组的一次演讲论述了他的“热采水”方案,即在月球极地陨石坑边缘设备定日镜(盯梢太阳运动的镜子),将太阳光反射到水冰上装有光学设备的聚热设备顶部,使水冰蒸发从而收回。

索沃斯团队信任,这一概念具有巨大的潜力,有望从月球永久暗影区域提取出产推进剂的工业用水。

罩住小行星,蒸馏内部水

除了挖掘月球水冰,Transastra公司还有一个从小行星上取水的项目,也获得了NIAC赞助,其原理与索沃斯团队提出的方案类似,即使用集中的阳光使水从小行星中蒸发。

不同的是,该项目需求太空飞船直接将小行星捕获,然后用特别的“罩子”把它包起来,之后引导阳光集中照耀小行星的某些部位,经过强烈的热量使其外表的岩石脱落,内藏的水冰敏捷蒸发,一起被冷凝收回。

不过,捕获小行星是“蜜蜂”系列飞行器面临的最大技术难题,其方案运用充气的“罩子”直接包住小行星,而小行星很可能会旋转,因而飞行器在捕获之前必须与其同步旋转,捕获之后再用支柱固定小行星,使它慢慢消旋。因而,旋转非常慢的小行星是抱负的方针。

该项目已经进入第三阶段,也便是要完成演示使命的一切预备。Transastra公司方案在21世纪20年代前期展开演示使命,即向近地轨道发射一个250公斤左右的、代号“迷你蜜蜂”的概念飞行器,一起将一颗很小的模仿小行星送入太空,供“迷你蜜蜂”展开采水试验。Transastra公司披露,完成“迷你蜜蜂”演示使命需求大约1000万美元。假如成功,其将推出更大的“蜜蜂”和“蜂王”飞行器。“蜂王”的方针是能够捕获40米直径的小行星并“蒸馏取水”。

然而,从NASA赞助的这些项目看,要想得到太空水,打井或许不如太阳能好用。

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