Европейское космическое агентство подвело итоги конкурса проектов по созданию технологии и экспериментальной установки для получения кислорода на спутнике Земли. Победителю поручили разработать рабочий прототип устройства, которое позволит извлекать кислород из лунного реголита для дыхания астронавтов и использования в качестве 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).

Компактное устройство должно будет извлекать около 50–100 граммов кислорода из лунного реголита с целевой степенью извлечения 70% от общего доступного кислорода в образце. Причем сделать это необходимо очень быстро — всего за 10 земных дней, пока не настала двухнедельная лунная ночь и пока доступна энергия, накопленная солнечными батареями. Кроме того, необходимо обеспечить точные измерения производительности полезной нагрузки и концентрации газа.

Европейский большой логистический посадочный модуль (EL3) — посадочный модуль ЕКА, обеспечивающий доставку грузов, возвращение образцов лунного реголита, поиск ресурсов на Луне и другие миссии ЕКА. В грузовой конфигурации EL3 может доставлять припасы и даже луноходы на поверхность нашего спутника в рамках программы NASA Artemis. / ©ESA/ATG-Medialab

«Полезная нагрузка должна быть компактной, маломощной и совместимой с рядом потенциальных лунных посадочных модулей, в том числе с EL3 — собственным посадочным модулем Европейского космического агентства (ЕКА). Возможность извлекать кислород из лунного грунта вместе с пригодными для использования металлами станет решающим фактором для освоения и исследования Луны, исключив при этом зависимость от длинных и дорогих линий снабжения с Землей», — пояснил Дэвид Биннс (David Binns), системный инженер из Центра параллельного проектирования ЕКА.

Лунный посадочный модуль собирает образец лунного реголита в представлении художника. / ©ESA

Джорджио Магистрати (Giorgio Magistrati), руководитель технолого-исследовательской группы, работающей в рамках инициативы ЕКА ExPeRT, добавил: «Настало время начать работу над реализацией демонстратора ISRU — технологий по использованию ресурсов in-situ [на месте]. Это лишь первый шаг в нашей более масштабной стратегии внедрения ISRU. Как только технологию проверят с использованием этой первичной полезной нагрузки, наш план завершится полномасштабной установкой ISRU на поверхности Луны в начале следующего десятилетия».

Концепция, лежащая в основе технологии извлечения кислорода из лунного реголита, уже доказана и проверена экспериментально. Анализ образцов лунного грунта, доставленных на Землю, подтверждает, что реголит на 40–45% состоит из кислорода (по весу). Сложность заключается лишь в том, что этот кислород химически связан в виде оксидов в минералах или стеклах, поэтому недоступен для немедленного использования.

Схематическое представление будущей миссии по доказательству работы демонстратора технологии извлечения кислорода из лунного реголита. Демонстратор должен будет приземлиться, пройти тестирование и наладку, взять образец материала лунного грунта, загрузить его в демонстратор, который затем получит из него кислород. / ©ESA

Тем не менее прототип кислорододобывающей установки был создан в Лаборатории материалов и электрических компонентов Европейского центра космических исследований и технологий (ESTEC). На этой установке задействован процесс, основанный на электролизе, для извлечения из смоделированного лунного реголита ключевых ресурсов для долгосрочных пилотируемых космических миссий — металлов и кислорода.