ESA已選中一個團隊為其建造從月球表面提取氧氣的實驗性有效載荷
經過競爭,歐空局(ESA)已經選擇了一個工業團隊,該團隊將設計和建造第一個從月球表面提取氧氣的實驗性有效載荷。由英國Thales Alenia Space航天公司領導的獲勝財團的任務是生產一個小型設備,該設備將評估建立更大的月球工廠的前景,以提取航天器的推進劑和宇航員的呼吸空氣–以及設備的金屬原材料。
這個緊湊的有效載荷將需要從月球岩石中提取50-100克的氧氣–目標是提取樣品中所有可用的氧氣的70%–同時提供性能和氣體濃度的精確測量。而且,它必須在10天內迅速完成這一切–在漆黑、冰冷的月夜到來之前,在長達兩星期的月球日內利用可用的太陽能運行。
歐空局的人類和機器人探索局在去年進行了詳細的研究,評估了三個競爭對手的設計後,選擇了Thales公司領導的團隊,該團隊由AVS、Metalysis、英國開放大學和歐洲紅線空間公司組成。該過程採用了一種新的方法來選擇系統概念。
歐空局最先進的並行設計設施(CDF)的系統工程師David Binns評論說:“採用挑戰的方法讓我們在精確、並排的基礎上評估競爭的有效載荷概念。現在我們期待著與獲勝的財團合作,使他們的設計成為實際的現實。”
“有效載荷需要緊湊、低功率,能夠在一系列潛在的月球登陸器上飛行,包括歐空局自己的歐洲大型物流登陸器EL3。能夠從月岩中提取氧氣以及可用的金屬,將改變月球探索的遊戲規則,使準備返回月球的國際探索者能夠’靠山吃山,靠水吃水’,而不必依賴漫長而昂貴的地面供應線。”
歐空局ExPeRT(探索準備、研究和技術)計劃的研究和技術團隊負責人Giorgio Magistrati補充說:“現在是開始實現這個原位資源利用示範器的時候了,這是我們更大的ISRU實施戰略的第一步。一旦該技術利用這個初始有效載荷得到證實,我們的方法將在下一個十年的早期階段在月球上建立一個全面的ISRU工廠。”
這個基本概念已經得到了證實。從月球表面返回的樣品證實,月球岩石由40-45%的氧氣(按重量計算)組成,是其最豐富的元素。困難的是,這些氧氣以礦物或玻璃的形式被化學地束縛在一起,所以無法立即使用。
然而,在ESTEC的材料和電氣元件實驗室裡,已經建立了一個原型的氧氣工廠。該工廠採用了一個基於電解的過程,將模擬月球石塊分離成金屬和氧氣,這是長期可持續空間任務的關鍵基本資源。