开采太空水资源 NASA说:不必挖井

  • 日期:09-25
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中国科学技术网4天前,我想分享

TransAstra的“ Mini Bee”演示任务假想图。

图片来源:“ TransAstra公司”

科技日报记者胡定坤

无论人类走到哪里,水都是必不可少的,空间也不例外。现在,太空站中宇航员的饮用水仍然是从地球产生的,而火箭则被用来运输补给品。运费远高于成本。从地球运水显然不能满足诸如月球基地和许多月球基地等未来太空设施的运营需求。

科学家说,月球,小行星和其他天体拥有丰富的水资源,在那里水可以为宇航员提供生命支持,并且可以分解成氢和氧,为“加油”过往的航天器提供燃料。

但是,如何开采太空中的水?是否有必要将地球上的机器运输到井中?美国国家航空航天局(NASA)如何计划解决此问题?

利用太阳能,月球融化水冰

今年,由Transastra的George Sowers和科罗拉多矿业大学领导的研究团队各自都有一个开发月球水资源的项目,该项目由NASA创新先进概念(NIAC)计划资助,旨在刺激发展。新兴的航空航天技术有可能改变“游戏规则”。

Transastra的项目名为“月球极地推进剂采矿基地(LPMO)”,获得了NIAC的分阶段资助,开始了早期的概念研究。 LPMO可能为在月球的极地陨石坑中开发巨大的水冰储备提供可行的解决方案。

火山口中有大量水冰的原因是因为地形低矮,一整天都看不到太阳,而且温度极低。但是,火山口的边缘充满了阳光。实际上,这些坑并不深,仅从底部到顶部约100米。因此,Transastra的研究团队设想在火山口中建立一个水提取基地,插入数百米的桅杆,并在顶部安装太阳能电池板,以为基地提供无尽的能量。由于月球表面的重力很小,因此无需担心电池会使桅杆弯曲。

具体的水收集是通过电动流动站进行的。它们在冰上来回走动,发出由无线电,微波和红外线组成的特殊射线,并通过辐射蒸发水冰,同时通过凝结而恢复。研究人员认为,该火星车可以由美国宇航局的“天空发射系统”(SLS)火箭或“蓝色起源”公司的“新格伦”火箭发射,重达2-4吨,能够产生相当于其自身质量的20年。 -水的100倍。

Transastra研究人员认为,LPMO将大大降低建立和维护庞大的月球极地基地的成本。该哨站可以作为美国登月工业化的滩头堡,主要是为太空旅游建造“月球旅馆”。

如果LPMO需要将太阳能转化为电能然后再转化为辐射,那么Sowers的项目就是直接利用阳光的热量。今年6月,他在美国宇航局未来太空行动(FISO)工作组中发表了有关其“热水”计划的演讲,该计划在月球极地陨石坑的边缘安装了定日镜(跟踪太阳运动的镜子)。光在水冰上反射到配备有光学设备的集热设备的顶部,从而使水冰蒸发并回收。

Sowos团队认为,这一概念具有巨大的潜力,有望从月球的永久阴影区提取工业用水用于推进剂生产。

包装小行星,在其中蒸馏水

除开采月球冰外,Transastra还有一个从小行星中提取水的项目,该项目也由NIAC资助。该原理与Sowers小组提出的原理相似,后者使用集中的阳光将小行星中的水蒸发掉。

不同之处在于,该项目要求航天器直接捕获小行星,然后用特殊的“引擎盖”包裹住小行星,然后将太阳对准小行星的某些部分,然后强烈的热量将岩石表面剥落。生成的水冰迅速蒸发并凝结并回收。

该项目已进入第三阶段,即完成示范任务的所有准备工作。 Transastra计划在1920年代初执行一次示范任务,向低地球轨道发射代号为“迷你蜜蜂”的250公斤概念飞机,同时将一个小型模拟小行星送入太空,以携带“迷你蜜蜂”进行水收集实验。 Transastra透露,完成“迷你蜜蜂”示范任务大约花费了1000万美元。如果成功,它将发射更大的“蜜蜂”和“蜜蜂”飞机。 “蜂王”的目标是捕获直径40米的小行星和“蒸馏水”。

但是,捕获小行星是“蜜蜂”系列飞机面临的最大技术挑战。它计划使用可充气的“引擎盖”直接包围小行星,并且小行星很可能会旋转,因此飞机在捕获前必须与其同步旋转。然后用支柱固定小行星,使其缓慢减速。因此,非常慢的小行星是理想的目标。

水在太空中有多重要? Transastra的创始人兼首席执行官Joel Sessel说:“水将成为太空工业化的石油。”

但是,在NASA资助的项目中,为了获取太空水,钻井可能不如太阳能好。

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TransAstra的“ Mini Bee”演示任务假想图。

图片来源:“ TransAstra公司”

科技日报记者胡定坤

无论人类走到哪里,水都是必不可少的,空间也不例外。现在,太空站中宇航员的饮用水仍然是从地球产生的,而火箭则被用来运输补给品。运费远高于成本。从地球运水显然不能满足诸如月球基地和许多月球基地等未来太空设施的运营需求。

科学家说,月球,小行星和其他天体拥有丰富的水资源,在那里水可以为宇航员提供生命支持,并且可以分解成氢和氧,为“加油”过往的航天器提供燃料。

但是,如何开采太空中的水?是否有必要将地球上的机器运输到井中?美国国家航空航天局(NASA)如何计划解决此问题?

利用太阳能,月球融化水冰

今年,由Transastra的George Sowers和科罗拉多矿业大学领导的研究团队各自都有一个开发月球水资源的项目,该项目由NASA创新先进概念(NIAC)计划资助,旨在刺激发展。新兴的航空航天技术有可能改变“游戏规则”。

Transastra的项目名为“月球极地推进剂采矿基地(LPMO)”,获得了NIAC的分阶段资助,开始了早期的概念研究。 LPMO可能为在月球的极地陨石坑中开发巨大的水冰储备提供可行的解决方案。

之所以陨石坑里有很多水冰,是因为地势低,全天看不到太阳,而且温度极低。然而,火山口的边缘充满了阳光。事实上,这些坑并不深,从底部到顶部只有100米左右。因此,Transastra的研究团队设想在火山口建立一个取水基地,插入数百米的桅杆,并在顶部安装太阳能电池阵列,为基地提供无尽的能源。由于月球表面的重力很小,所以不用担心电池会使桅杆弯曲。

具体的水收集是由一个电动漫游车完成的。它们在冰上来回走动,发射由无线电、微波和红外线组成的特殊射线,在冷凝恢复的同时通过辐射蒸发水冰。研究人员认为,火星车可以由美国宇航局的大型“天空发射系统”(SLS)火箭或“蓝色起源”公司的新格伦火箭发射,重量在2-4吨之间,并能产生相当于其自身质量20的年。-100倍于水。

Transastra的研究人员相信,低截获概率轨道飞行器将大大降低建立和维护巨大月球极地基地的成本。前哨基地可以作为美国月球产业化的滩头阵地,主要是为太空旅游打造“月亮酒店”。

如果lpmo需要将太阳能转化为电能,然后将其转化为辐射,那么播种者的计划就是直接利用太阳光的热量。今年6月,他在美国宇航局未来空间行动(FISO)工作组发表演讲,介绍了他的“热水”计划,该计划在月球极地陨石坑边缘安装了定日镜(跟踪太阳运动的镜子)。光被反射到装有光学装置的集热装置顶部的水冰上,使水冰蒸发回收。

索沃斯团队认为,这一概念具有巨大潜力,有望从月球永久阴影区提取工业用水用于推进剂生产。

包装小行星,在里面蒸馏水

除开采月球冰外,Transastra还有一个从小行星中提取水的项目,该项目也由NIAC资助。该原理与Sowers小组提出的原理相似,后者使用集中的阳光将小行星中的水蒸发掉。

不同之处在于,该项目要求航天器直接捕获小行星,然后用特殊的“引擎盖”包裹住小行星,然后将太阳对准小行星的某些部分,然后强烈的热量将岩石表面剥落。生成的水冰迅速蒸发并凝结并回收。

该项目已进入第三阶段,即完成示范任务的所有准备工作。 Transastra计划在1920年代初执行一次示范任务,向低地球轨道发射代号为“迷你蜜蜂”的250公斤概念飞机,同时将一个小型模拟小行星送入太空,以携带“迷你蜜蜂”进行水收集实验。 Transastra透露,完成“迷你蜜蜂”示范任务大约花费了1000万美元。如果成功,它将发射更大的“蜜蜂”和“蜜蜂”飞机。 “蜂王”的目标是捕获直径40米的小行星和“蒸馏水”。

但是,捕获小行星是“蜜蜂”系列飞机面临的最大技术挑战。它计划使用可充气的“引擎盖”直接包围小行星,并且小行星很可能会旋转,因此飞机在捕获前必须与其同步旋转。然后用支柱固定小行星,使其缓慢减速。因此,非常慢的小行星是理想的目标。

水在太空中有多重要? Transastra的创始人兼首席执行官Joel Sessel说:“水将成为太空工业化的石油。”

但是,在NASA资助的项目中,为了获取太空水,钻井可能不如太阳能好。

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