Site pictogram Kuuke's Sterrenbeelden

Van maanstof naar zuurstof

Een close up van een stofdeeltje van de Maan.
Een close up van een stofdeeltje van de Maan.

Britse wetenschappers zijn bezig met het verfijnen van een proces dat gebruikt kan worden om zuurstof uit maanstof te halen waarbij er metaalpoeders achterblijven die gebruikt kunnen worden om constructiematerialen voor de bouw van een maanbasis te kunnen 3D-printen.

Het zou een eerste stap kunnen zijn voor een buitenaardse zuurstoffabriek. Dit zou helpen om de verkenning mogelijk te maken van de Maan en er leven in stand te houden op een manier dat er geen enorme kosten gemaakt hoeven te worden om materialen vanaf de Aarde naar de Maan te versturen.

De gegenereerde zuurstof zou gebruikt kunnen worden voor het maken van raketbrandstof maar zou ook lucht kunnen leveren aan de kolonisten op de Maan.

Het project maakt deel uit van de voorbereidingen van de ESA om een permanente en blijvende vestiging op de Maan te realiseren. Astronauten zullen op de Maan wonen en werken alwaar ze zullen helpen bij het ontwikkelen en testen van technologieën die nodig zijn voor missies verder de ruimte in.

Maanregoliet, de dunne laag stof die de Maan bedekt, verschilt niet zo veel van de mineralen die op Aarde gevonden worden. Per gewicht bevat het ongeveer 45% zuurstof. Dit zuurstof is gebonden aan metalen als ijzer en titanium waardoor het niet rechtstreeks toepasbaar is.

Het Britse bedrijf Metalysis heeft al een extractieproces voor mineralen ontwikkeld dat door industrieën op Aarde wordt gebruikt om metalen voor productiedoeleinden te produceren. Eerder dit jaar werd aangetoond dat dit proces ook goed werkt met gesimuleerd maanregoliet.

Het elektrochemische proces vindt plaats in een speciaal ontworpen kamer, degenen die voor onderzoek worden gebruikt zijn ongeveer even groot als een wasmachine. Zuurstofhoudend materiaal wordt ondergedompeld in een gesmolten zout en verwarmd tot 95 °C. Er wordt dan een stroom doorheen geleid die de te extraheren zuurstof triggert en die door het vloeibare zout migreert om zich op een elektrode te verzamelen. Er blijft een mengsel van metaalpoeders achter.

Als onderdeel van het huidige project zijn ingenieurs van Metalysis de techniek aan het verfijnen zodat die ook toegepast kan worden op de Maan.

Het grote verschil is dat op Aarde de gegenereerde zuurstof niet nodig is maar in de ruimte is dit het belangrijkste product van het hele proces. Dit betekent dat het ontwerp geoptimaliseerd moet worden om zoveel mogelijk gas te produceren.

Ingenieurs zullen daarom aan het proces sleutelen door de elektrische stroom en reagentia aan te passen om de hoeveelheid geproduceerd zuurstof te verhogen. Daarnaast proberen ze de temperatuur te verlagen die nodig is om te produceren. Dit zal helpen om de benodigde energie te verlagen want die is al duur genoeg op de Maan.

Ook proberen ze de grootte van de kamer waarin het proces plaatsvindt te verkleinen zodat het efficiënt naar de Maan kan worden getransporteerd.

Tegelijkertijd hebben ESA en Metalysis innovators uitgedaagd om een bewakingssysteem te ontwikkelen dat gebruikt kan worden om de zuurstofproductie in toekomstige installaties op de Maan te monitoren.

Bij Metalysis realiseerde men zich enkele jaren geleden dat hun schijnbaar onbelangrijke bijproduct van het aardse extractieproces van mineralen verstrekkende toepassingen zou kunnen hebben bij het verkennen van de ruimte.

Het project van Metalysis en ESA maakt deel uit van het grotere Space Resources Strategy-programma van de ESA dat er op is gericht aan te tonen hoe materiaal dat al op de Maan aanwezig is duurzaam kan worden gebruikt ter ondersteuning van lange termijn inspanningen in de ruimte.

Het project zal ESA meer leren over het Metalysis-proces en het kan zelfs een opstap zijn naar de oprichting van een geautomatiseerde pilot zuurstoffabriek op de Maan met als toegevoegde bonus de metaallegeringen die door 3D-printers kunnen worden gebruikt om constructiematerialen te maken.

Als we in de toekomst veel meer in de ruimte willen reizen en bases op de Maan en Mars willen opzetten dan zullen we de dingen moeten maken of vinden die nodig zijn om het leven te ondersteunen: voedsel, water en lucht om in te ademen, aldus Sue Horner, hoofd ruimteverkenning bij het UK Space Agency.

ESA Report: Requirements of the Metalysis-ESA Grand Challenge

Eerste publicatie: 30 november 2020
Bron: SpaceDaily




Mobiele versie afsluiten