Astrofizikai aiškina, kaip Mėnulio kolonistai gaus vandens – jiems pravers mikrobangų krosnelės

Mėnulio tyrinėtojams ir kolonistams reikės daug vandens. Atsigabenti jo iš Žemės praktiškai neįmanoma – tai kainuotų daug daugiau, nei visa likusi misija. Tad reikės vandens išgauti iš vietinių medžiagų, randamų Mėnulio paviršiuje.

Jau kurį laiką žinome, kad prie Menulio ašigalių esančių kraterių dugne esama vandens ledo telkinių. Taigi ir pirmosios tyrimų stotys planuojamos būtent prie ašigalių, kad galėtų pasiekti ir išgauti ledo luitus.

Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.

Deja, tie luitai nėra sudaryti iš švaraus ledo; jis sumišęs su visą Mėnulio paviršių dengiančiu regolitu. Tiesą sakant, greičiausiai būtent regolitas ir dominuoja, o ledo tėra keletas procentų. Kaip apdoroti tokį šiek tiek ledo turintį dulkių luitą, kad išgautume iš jo vandenį?

Paprastas šildymas, kaip ant indukcinės viryklės, nėra efektyvus – jam reikia daug energijos, be to, ištirpusį dulkių ir vandens mišinį dar reikia kažkaip filtruoti, kas sukelia savų problemų.

Dabar mokslininkai eksperimentiškai parodė, kad vandenį iš regolito ir ledo mišinio išgauti galima mikrobangų krosnelėje. Tiesa, krosnelė turi būti specifinė – maždaug 250 vatų galios, apie keturis kartus mažesnės, nei stovinti tipinėje virtuvėje. Joje per maždaug pusvalandį iš įvairių dirbtinio Mėnulio grunto mėginių išgauta nuo pusės iki dviejų trečdalių ten buvusio vandens.

Dirbtinio regolito mėginiai, atitinkantys aukštumų bei jūrų grunto savybes, buvo sumaišyti su keliais procentais vandens. Kol vandens juose buvo mažiau nei 10-12 %, šildymas mikrobangomis buvo labai efektyvus vandens ištraukimo metodas.

Vandens molekulės su mikrobangomis sąveikauja labai stipriai, tad šildant ima migruoti, dažniausiai į šildomo objekto paviršių. Tai paaiškina, kodėl kartais mikrobangėje šildomas maistas paviršiuje sudrėksta. Tuo pačiu principu veikia ir vandens ištraukimas iš regolito.

Kai vandens ledo mišinyje pasidaro per daug, molekulėms migruoti tampa sudėtinga ir vandens išgaunama daug mažiau. Bet tokiais atvejais ir indukcinis kaitinimas yra ganėtinai efektyvus. Specializuotas mikrobangų krosneles pagaminti neturėtų būti sunku, tad Mėnulio kolonistai galės gana patogiai išgauti vandenį iš aplink esančių šiek tiek drėgnų paviršiaus dulkių gabalų.

Tyrimo rezultatai publikuojami „Acta Astronautica“.