Aristarkus Krateri

Aydaki Aristarchus Krateri. Kredi: NASA/GSFC/Arizona Eyalet Üniversitesi

Uzay araştırmalarının geleceği söz konusu olduğunda, görev planlamacıları için bir avuç uygulama gereklidir. Bunların başında, yerel kaynakları kullanarak gıda, su, inşaat malzemeleri ve diğer hayati unsurları sağlayan Yerinde Kaynak Kullanımı (ISRU) kavramı gelir. Ve Ay’a yönelik görevlere gelince ve Mars Önümüzdeki yıllarda buz, regolit ve diğer elementleri hasat etme yeteneği, görevin başarısı için çok önemlidir.

Artemis görevlerine hazırlanırken, NASA planlamacılar oksijen gazı üretmenin en uygun yolunu bulmaya odaklanmıştır (O2) Ay’ın yüzey tozunda kilitli olan tüm temel oksijenden (aka. Ay regoliti). Aslında, mevcut tahminler, Ay regolitinin ilk on metresinde (33 fit) yeterli O2 oluşturmak için yeterli temel oksijen bulunduğunu göstermektedir.2 önümüzdeki 100.000 yıl boyunca dünyadaki her insan için – bir ay yerleşimi için fazlasıyla yeterli!

Ay elementel oksijen içeren çok ince bir atmosfere sahip olsa da, o kadar ince ki bilim adamları Ay’ı “havasız bir cisim” olarak nitelendiriyor. Ancak ay regolitinde, yüzeyi kaplayan ince toz ve kayalarda, ay kayalarında ve regolitlerde bol miktarda oksijen bulunur. “Ay tozu” olarak da bilinen bu ince toz, ay yüzeyine nüfuz eder ve göktaşları ve kuyruklu yıldızların milyarlarca yıllık etkilerinin sonucudur.

Avustralya’daki Southern Cross Üniversitesi’nde toprak bilimi öğretim görevlisi olan John Grant’e göre, Ay’ın regoliti içerik olarak yaklaşık %45 oksijendir. Bununla birlikte, bu oksijen oksitlenmiş minerallere, özellikle silika, alüminyum, demir ve magnezyuma bağlıdır. Bu minerallerin izoptik bileşimi, Dünya’daki minerallerle neredeyse aynıdır, bu da Dünya-Ay sisteminin milyarlarca yıl önce birlikte oluştuğu teorilerine yol açtı (aka. Dev Etki Hipotezi).

Bununla birlikte, bu oksijenin gelecekteki astronotlar ve ay sakinleri tarafından kullanılabilmesi için, kimyasal bağları kırmak için önemli miktarda enerji gerektiren tüm bu regolitten çıkarılması gerekiyor. Yeryüzünde, bu süreç (elektroliz olarak bilinir) yaygın olarak metalleri üretmek için kullanılır; burada erimiş oksitler, mineralleri oksijenden ayırmak için elektrik akımına tabi tutulur.

Bu durumda, oksijen gazı yan ürün olarak üretilir, böylece inşaat ve imalat amacıyla metaller üretilebilir. Ancak Ay’da oksijen ana ürün olurken, metaller potansiyel olarak yararlı bir yan ürün olarak – büyük olasılıkla habitat inşası için – bir kenara bırakılacaktı. Grant’in yakın tarihli bir makalede açıkladığı gibi Koruma, süreç basittir ancak alan için uyarlandığında iki ana barikattan muzdariptir:

“[I]çok enerji aç. Sürdürülebilir olması için güneş enerjisi veya Ay’da bulunan diğer enerji kaynakları tarafından desteklenmesi gerekir. Regolitten oksijen çıkarmak da önemli endüstriyel ekipman gerektirecektir. Önce katı metal oksidi, ısı uygulayarak veya çözücüler veya elektrolitlerle birleştirilmiş ısı uygulayarak sıvı forma dönüştürmemiz gerekir. Bunu Dünya’da yapacak teknolojiye sahibiz, ancak bu aygıtı Ay’a taşımak – ve onu çalıştırmak için yeterli enerjiyi üretmek – büyük bir meydan okuma olacak.”

Ay Üssü 3D Baskı

ESA ay temel konsepti. Kredi: ESA/Foster + Partners

Kısacası, güneş enerjisi ile gerçekleştirilebilecek sürdürülebilir olarak kabul edilmesi için sürecin çok daha enerji verimli olması gerekiyor. Güney Kutbu Aitken Havzası çevresinde, kesintisiz bir enerji akışı sağlamak için sürekli gölgeli kraterlerin çevresine güneş dizileri yerleştirilebilir. Ancak endüstriyel ekipmanı oraya götürmek hala anıtsal bir zorluk teşkil edecekti.

Ama altyapıyı kurduysak ve ne zaman kurduysak, hala ne kadar oksijen çıkarabileceğimiz sorusu var. Grant’in belirttiği gibi, sadece yüzeyde kolayca erişilebilen regoliti ve NASA ve Lunar Planetary Institute (LPI) tarafından sağlanan verilerdeki faktörü dikkate alırsak, bazı tahminler yapmak mümkündür:

“Her metreküp ay regoliti, yaklaşık 630 kilogram oksijen dahil olmak üzere ortalama 1.4 ton mineral içerir. NASA, insanların hayatta kalmak için günde yaklaşık 800 gram oksijen soluması gerektiğini söylüyor. Yani 630 kg oksijen, bir insanı yaklaşık iki yıl (ya da biraz daha uzun süre) hayatta tutacaktır.

“Şimdi, Ay’daki ortalama regolitin derinliğinin yaklaşık on metre olduğunu ve bundan tüm oksijeni çıkarabileceğimizi varsayalım. Bu, Ay’ın yüzeyinin ilk on metresinin, yaklaşık 100.000 yıl boyunca Dünya’daki sekiz milyar insanın tümünü beslemek için yeterli oksijeni sağlayacağı anlamına geliyor.”

Artemis Astronotları Ay'da

Artemis astronotlarının Ay’daki illüstrasyonu. Kredi bilgileri: NASA

Birçok yönden, astronomik bir cismin ISRU için nasıl fırsatlar sunacağını tahmin etmek, maden aramaya benzer. Örneğin, NASA kısa süre önce metalik asteroit Psyche II’nin 10.000 katrilyon dolar değerinde değerli metal ve cevher içerebileceğini duyurdu. 2022 yılında, ruh orbiter, dış katmanlarını kaybetmiş bir gezegenoidin çekirdek kalıntısı olabilecek bu asteroid ile onu yakından incelemek için buluşacak.

Doğal olarak, bazıları Pysche II’nin kompozisyonunun ve yoğunluğunun özellikle iyi sınırlı olmadığını öne sürerek bu değerlendirmeye katılmamaktadır. Diğerleri için, bu nitelikteki tahminler, önceden kapsamlı bir altyapının inşa edilmesini gerektirecek olan bu zenginliği çıkarmanın katıksız maliyetini göz ardı ediyor. Ve o zaman bile, bu tür bir kütleyi Asteroit Kuşağından Dünya’ya taşımak çok sayıda lojistik sorun sunar.

Aynı şey, yakın gelecekte Yakın Dünya Asteroitlerinden (NEA) trilyonlarca madenciliğe yol açabilecek potansiyel olarak kazançlı bir girişim olan asteroit madenciliği için de geçerli. Bununla birlikte, bu aynı zamanda hala kavramsal aşamada olan sağlam bir uzay madenciliği altyapısı oluşturmaya da bağlıdır. Neyse ki, Ay’da ISRU ile ilgili altyapının kurulması söz konusu olduğunda, 1960’lardan beri önerilen yöntemler ve yollar yürürlüktedir.

Önümüzdeki yıllarda, bu olasılıkları daha fazla araştırmak için Ay’a birden fazla görev gönderilecek, bunlardan ikisi Grant’in makalesinde alıntı yapıyor. Ekim ayı başlarında NASA, 2026 gibi erken bir tarihte Ay’a gönderilebilecek küçük bir ay gezici geliştirmek için Avustralya Uzay Ajansı ile bir anlaşma imzaladı. Bu gezicinin amacı, Ay regolit örneklerini toplamak ve bunları bir NASA’ya aktarmak olacak. – Ticari bir ay iniş aracında ISRU sistemi işletiliyor.

Artemis Astronotları için Yeni Nesil Uzay Giysisi

Sanatçının NASA’nın Artemis astronotları için tasarladığı yeni uzay giysisine ilişkin illüstrasyonu. Buna xEMU veya Keşif Ekstraveiküler Hareketlilik Birimi denir. Kredi bilgileri: NASA

Ayrıca Belçika merkezli Space Applications Systems (SAS) şirketi geçtiğimiz yaz Ay’da üç deneysel reaktör inşa ettiğini duyurdu. Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından uzay aracı için itici gaz, astronotlar için hava ve ekipman için metalik hammaddeler üretmek için oksijen toplayabilen kompakt bir teknoloji göstericisi geliştirmek üzere sözleşmeli dört finalistten biriydiler.

Şirket, şu anda 2025 yılına kadar Ay’a gitmesi planlanan planlı bir ESA ISRU Gösteri misyonunun bir parçası olarak teknolojiyi Ay’a göndermeyi umuyor. Bu ve diğer teknolojiler, insanlığın uzun zamandır beklenen Ay’a dönüşünü sağlamak için takip ediliyor. söylemek olacaktır.

İlk olarak Universe Today’de yayınlandı.

Bu konuyla ilgili daha fazla bilgi için, Ay’ın Üst Katmanı, 8 Milyar İnsanı 100.000 Yıl Boyunca Yaşamaya Yetecek Oksijene Sahiptir konusuna bakın.





#Regolitinde #Ayda #Yaşayan #Milyarlarca #İnsanı #Desteklemeye #Yeterli #Oksijen #Var