Расчет потребности в энергии для использования лунной пыли для создания ракетного топлива
Сравнение прогнозируемых энергетических потребностей реактора восстановления водорода, (A) как функция концентрации ильменита и (B) при концентрации ильменита 10% по весу. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2306146122. https://doi.org/10.1073/pnas.2306146122
Proceedings of the National Academy of Sciences (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS; ISSN 0027-8424) — ведущий американский журнал для публикации оригинальных научных исследований в различных областях, главным образом в биологии и медицине, а также по физике и социальным наукам. Официальный орган Национальной академии наук США (US National Academy of Sciences, NAS). Википедия
В то время как правительства и частные компании по всему миру размышляют о возможности путешествий людей на большие расстояния в космосе в будущем, ученые продолжают изучать практические аспекты таких предприятий. Одним из таких практических аспектов является выяснение того, какой тип двигательной системы будет необходим.
Раке́тное то́пливо — вещества, используемые в ракетных двигателях различных конструкций для получения тяги и ускорения ракеты посредством энергии химической реакции (горения). Не следует путать ракетное топливо с рабочим телом нехимических ракетных двигателей, например ядерных или электрических. Википедия
Предыдущие исследования предполагали, что ракетное топливо можно изготовить из реголита — в дополнение к минералам в нем есть кислород. Таким образом, для производства ракетного топлива кислород должен быть отделен от других материалов. Исследователи использовали известный метод, чтобы начать свои энергетические расчеты, который включает очистку ильменита и затем его соединение с водородом (который можно получить из воды на Луне) при высокой температуре.
Использование такой системы потребовало бы использования энергии на трех этапах; первый этап был бы во время реакции водорода, которая дала бы некоторое количество воды. Поскольку это потребовало бы нагревания до высокой температуры, это было бы очень энергозатратно. Второй этап включал бы расщепление кислорода, а третий - преобразование кислорода в жидкую форму. В совокупности они обнаружили, что подход потребовал бы приблизительно 24 кВт-ч на килограмм произведенного жидкого кислорода.
Далее исследователи подсчитали, что топливный бак звездолета, вероятно, будет вмещать порядка 500 метрических тонн жидкого кислорода. Это означало бы, что их системе потребовалось бы около двух лет, чтобы произвести достаточно топлива для одного звездолета, для одного рейса (если бы он работал полный рабочий день). Они отмечают, что можно использовать несколько систем для сокращения времени производства.
Больше информации: Dorian Leger et al, Modeling energy requirements for oxygen production on the Moon, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2306146122
0 комментариев