Empresas competidoras que desarrollan cargas útiles para producir aire a partir del polvo lunar


Habilitación y soporte

29/07/2021
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La ESA está desafiando a las empresas de sus Estados miembros a diseñar una planta compacta para demostrar la fabricación de oxígeno en la Luna. Los equipos industriales compiten este verano para proponer y probar diseños a través de pruebas, y el ganador se declarará en septiembre. Esta pequeña pieza de tecnología evaluará la posibilidad de construir plantas más grandes para producir propulsores para naves espaciales, aire para astronautas y materias primas metálicas para equipos.

Selección de la Dirección de Exploración Humana y Robótica de la ESA Airbus Defence and Space en Alemania, OHB en Italia, Aplicaciones espaciales en Bélgica y Thales Alenia Space en el Reino Unido como líderes de los equipos competidores durante un estudio de verano para desarrollar conceptos de carga útil que cumplan con los estrictos requisitos de rendimiento.

Tierra vista desde la Luna

«Hacemos grandes exigencias a nuestras empresas industriales», dice David Binns, ingeniero de sistemas de la ESA. Instalación de diseño concurrente. “Necesitamos un sistema que sea pequeño, que no consuma demasiada energía y que pueda volar en varios módulos de aterrizaje diferentes. También debe estar disponible a mediados de esta década. Con la ESA y la NASA planeando regresar a la Luna con misiones tripuladas, esta vez para quedarse, esta tecnología debe estar lista «.

Giorgio Magistrati, jefe del equipo de estudios y tecnologías de ExPeRT de la ESA (Preparación, investigación y tecnología para la exploración) initative agrega: “El sistema representará el primer paso – un llamado ‘demostrador’ – en una estrategia de implementación de utilización de recursos in situ que prevé una planta ISRU en la primera parte de la próxima década. Potencialmente, podría ser desplegado en la superficie de la Luna por el Gran Lander Logístico Europeo, EL3, un proyecto actualmente en su fase preliminar de diseño ”.

Hacer oxígeno a partir del polvo lunar

El el concepto subyacente ya ha sido probado. Las muestras obtenidas de la superficie lunar confirman que el regolito lunar está compuesto por un 40-45% de oxígeno en peso, su elemento más mucho. La dificultad es que este oxígeno se une químicamente como óxidos en forma de minerales o vidrio, por lo que no está disponible para su uso inmediato.

Sin embargo, un prototipo de planta de oxígeno ha sido instalado en el Laboratorio de Materiales y Componentes Eléctricos del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espaciales, ESTEC, con sede en Noordwijk en los Países Bajos.

Viviendo en otro mundo

Esta planta emplea un proceso basado en electrólisis para separar el regolito lunar simulado en metales y oxígeno, recursos básicos clave para misiones espaciales sostenibles a largo plazo.

El científico de recursos espaciales de la ESA, Alexandre Meurisse, comenta: «Ahora que tenemos la instalación en funcionamiento, podemos ayudar a diseñar una versión de este sistema que algún día podría volar a la Luna para operar allí».

Oxígeno y metal del regolito lunar

Pero extraer oxígeno de la roca lunar en un laboratorio es una cosa; el verdadero desafío es diseñar un sistema que funcione en el rudo entorno lunar, dentro de estrictas limitaciones de volumen y energía.

La ESA ha establecido objetivos estrictos para la carga útil, que se propone volar en un futuro módulo de aterrizaje lunar:

  • Recupere muestras y extraiga de 50 a 100 g de oxígeno
  • Demuestre que más del 70% del oxígeno disponible en una muestra de roca lunar se puede extraer
  • Realice mediciones de precisión de la producción de oxígeno y metales.
  • Hágalo todo con antelación a que el Sol se ponga en la superficie lunar (<10 días terrestres).
Lander europeo de gran logística

Habiendo comenzado a trabajar en junio, las empresas han tenido solo tres meses para crear diseños de trabajo.

“Nuestras empresas deberán decidir la mejor forma de extraer el oxígeno”, añade David. “Este concepto de carga útil necesitará un método para adquirir las muestras de la superficie rápidamente, transfiriéndolas a un área de preparación con antelación a finalmente cargar el reactor que toma el oxígeno. Y en cada camino del camino debemos medir y analizar lo que sucede en la Luna «.

Facilidad de diseño concurrente de la ESA, utilizada para evaluar conceptos de diseño

Un panel evaluará los conceptos y el ganador seleccionado comenzará a trabajar en el diseño detallado para ayudar a la ESA a preparar una propuesta para construir la carga útil, que se presentará para su aprobación a los ministros espaciales de los Estados miembros de la ESA durante el Consejo Ministerial de la Agencia el próximo año.

El objetivo es producir tecnología autónoma, confiable, de bajo mantenimiento, sin consumibles y sostenible para utilizar los recursos en el espacio y «vivir de la tierra». Estos esfuerzos también pueden generar beneficios en la Tierra. Se requiere mucha agua, energía y esfuerzo humano para extraer óxidos de metales crudos terrestres y luego eliminar el oxígeno no deseado para producir metales. En el proceso se puede producir una gran cantidad de dióxido de carbono.

David concluye: «Entonces, al tomar un riesgo en el espacio para realizar tal tecnología, también podríamos mejorar la extracción de recursos en la Tierra».



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