Европейское космическое агентство завершило конкурс проектов, направленных на создание технологии и экспериментальной установки для добычи кислорода на околоземной орбите. Команде-победителю предстоит разработать действующий прототип устройства, предназначенного для извлечения кислорода из лунного грунта с целью обеспечения астронавтов воздухом и получения топлива для космических аппаратов.
Победителем конкурса стал консорциум ряда независимых организаций, возглавляемый франко-итальянским производителем аэрокосмической продукции Thales Alenia Space. Помимо этого, в команду входят AVS (разработчик и поставщик сложного научного оборудования, а также электронных приборов для аэрокосмической отрасли), Metalysis (британская технологическая компания, занимающаяся производством порошков ценных металлических сплавов), Open University (крупнейший британский государственный исследовательский университет) и Redwire Space Europe (компания, разрабатывающая роботизированные подсистемы и производящая космические аппараты).
Устройство, предназначенное для работы в условиях ограниченного пространства, должно извлекать из лунного грунта от 50 до 100 граммов кислорода, обеспечивая извлечение 70% от общего содержания кислорода в образце. Этот процесс необходимо выполнить оперативно – за 10 земных дней, до наступления двухнедельной лунной ночи и пока хватает энергии, накопленной солнечными батареями. Также требуется обеспечить точные измерения эффективности работы полезной нагрузки и концентрации газа.
«Для успешной миссии полезная нагрузка должна быть компактной, энергоэффективной и совместимой с различными лунными посадочными модулями, включая EL3 — посадочный модуль Европейского космического агентства (ЕКА). Добыча кислорода из лунного грунта наряду с металлами, пригодными для использования, станет ключевым фактором для освоения и исследования Луны, что позволит отказаться от длительных и дорогостоящих поставок с Земли», — пояснил Дэвид Биннс ( David Binns), системный инженер из Центра параллельного проектирования ЕКА.
Джорджио Магистрати (Giorgio Magistrati), руководитель технолого-исследовательской группы, работающей в рамках инициативы ЕКА ExPeRT, отметил: «Пришло время приступить к разработке демонстратора ISRU – технологий по использованию местных ресурсов. Это только начало нашей более широкой стратегии внедрения ISRU. После проверки технологии с помощью этой первой полезной нагрузки мы планируем установить полномасштабное оборудование ISRU на поверхности Луны в начале следующего десятилетия».
Технология извлечения кислорода из лунного реголита имеет экспериментальную базу и подтверждена на практике. Исследования образцов лунного грунта, доставленных на Землю, показывают, что лунный реголит содержит от 40% до 45% кислорода по весу. Проблема состоит в том, что этот кислород находится в химически связанном состоянии в виде оксидов, входящих в состав минералов или стекла, и поэтому не может быть сразу использован.
Прототип установки для получения кислорода был разработан в Лаборатории материалов и электрических компонентов Европейского центра космических исследований и технологий (ESTEC). Установка использует электролиз для извлечения металлов и кислорода – важнейших ресурсов для продолжительных пилотируемых космических миссий – из смоделированного лунного грунта.