开采太空水资源 NASA希望不用挖井

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  本报记者 胡定坤

  人类到哪里都离不开水,太空中却说例外。现在,空间站中宇航员的饮用水仍然产自地球,使用火箭运送补给,运费比成本高得多。从地球运水,显然无法满足路远、人多的月球基地等未来太空设施的运转需求。

  科学家说,月球、小行星等天体上有充足的水资源,那里的水既能为宇航员提供生命支持,又完会 分解成氢和氧,作为燃料给路过的航天器“加油”。

  原本,太空中的水该何如开采?是时需要把地球上的机器运过去打口井?美国国家航空航天局(NASA)打算何如解决有些难题?

  用好太阳能,月球融水冰

  今年,美国Transastra公司和科罗拉多矿业学院的乔治·索沃斯领导的研究小组各有一有1个旨在开采月球水资源的项目,已获得NASA创新先进概念(NIAC)计划的资助,该计划旨在刺激开发有机会改变“游戏规则”的新兴航天技术。

  Transastra公司的项目名为“月球极地推进剂开采前哨站(LPMO)”,其获得NIAC的一阶段资助,现在结速了了早期概念研究。LPMO或许能为开发月球极地陨石坑中巨大的水冰储备,提供有一有1个可行的方案。

  陨石坑中难能可贵有极少量的水冰,是机会那里地势低洼,终日不见太阳,温度极低。以后,陨石坑的边缘却是终日阳光普照。事实上,什么坑不须深,从底部到顶部非要30米左右。以后,Transastra公司的研究团队设想在陨石坑中建立采水基地,插上好多好多 有百米高的桅杆,顶部安装太阳能电池阵列,为基地提供无穷无尽的能源。机会月球表冠部层的重力很小,不须担心电池将桅杆压弯。

  具体的采水则由电动漫游车完成。它们在冰面来回漫步,向架构设计 射由无线电、微波和红外线组合而成的特殊射线,通过辐射使水冰融化,同时用冷凝最好的土办法回收。研究人员认为,漫游车可由NASA巨大的“空间发射系统”(SLS)火箭或“浅蓝色起源”公司的新格伦火箭发射,重量在2—5吨之间,每年能开采相当于自身质量20—30倍的水。

  Transastra公司研究人员认为,LPMO将大大降低建立和维护有一有1个巨大的月球极地基地的成本,该前哨站完会 作为美国月球产业化的滩头阵地,首要却说建设“月球旅馆”,开展太空旅游。

  机会说LPMO时需将太阳能转变为电能再转化为辐射,索沃斯的项目则是直接利用太阳光的热量。今年6月,他在NASA未来空间行动(FISO)工作组的一次演讲阐述了他的“热采水”方案,即在月球极地陨石坑边缘安装定日镜(跟踪太阳运动的镜子),将太阳光反射到水冰上装有光学设备的聚热装置顶部,使水冰融化进而回收。

  索沃斯团队相信,有些概念具有巨大的潜力,有望从月球永久阴影区域提取生产推进剂的工业用水。

  罩住小行星,蒸馏内部管理水

  除了开采月球水冰,Transastra公司还有一有1个从小行星上取水的项目,也获得了NIAC资助,其原理与索沃斯团队提出的方案之类,即利用集中的阳光使水从小行星中融化。

  不同的是,该项目时需太空飞船直接将小行星捕获,以后用特殊的“罩子”把它包起来,以后引导阳光集中照射小行星的有些部位,通过强烈的热量使其表冠部层的岩石剥落,内藏的水冰比较慢融化,同时被冷凝回收。

  该项目机会进入第三阶段,也却说要完成演示任务的所有准备。Transastra公司计划在21世纪20年代早期开展演示任务,即向近地轨道发射有一有1个230公斤左右的、代号“迷你蜜蜂”的概念飞行器,同时将一颗很小的模拟小行星送入太空,供“迷你蜜蜂”开展采水实验。Transastra公司披露,完成“迷你蜜蜂”演示任务时需相当于30万美元。机会成功,其将推出更大的“蜜蜂”和“蜂王”飞行器。“蜂王”的目标是完会 捕获40米直径的小行星并“蒸馏取水”。

  不过,捕获小行星是“蜜蜂”系列飞行器面临的最大技术难题,其计划使用充气的“罩子”直接包住小行星,而小行星很机会会旋转,以后飞行器在捕获以后时需与其同步旋转,捕获以后再用支柱固定小行星,使它慢慢消旋。以后,旋转非常慢的小行星是理想的目标。

  太空中的水资源有多重要?Transastra公司创始人兼首席执行官乔尔·塞塞尔说:“水将成为太空工业化的石油。”

  然而,从NASA资助的什么项目看,要想得到太空水,打井或许不如太阳能好用。