Lidstvo se chce vydat hlouběji do Sluneční soustavy, avšak každý start rakety z povrchu Země je energeticky i finančně nesmírně náročný. Proto se stále častěji diskutuje o možnosti výroby paliva přímo ve vesmíru, přičemž Měsíc se jeví jako ideální kandidát. Díky své nižší gravitaci by starty raket z jeho povrchu byly mnohem efektivnější. Přeměnit Měsíc na palivovou základnu však přináší řadu výzev.
Podle nové studie publikované v PNAS (zdroj zde) by získávání kyslíku z měsíčního prachu bylo extrémně energeticky náročné. Otázkou tedy zůstává, zda se tato technologie v budoucnu vůbec vyplatí.
Proč zvolit Měsíc?
Cesty do hlubokého vesmíru vyžadují značné množství paliva. Vynášet toto palivo ze Země je však extrémně neefektivní – pro každý kilogram nákladu je třeba spálit přibližně 25 kg paliva. Pokud bychom místo toho startovali z Měsíce, stačily by pouhé 4 kg paliva na kilogram nákladu.
Měsíc navíc obsahuje cenné suroviny. Vědci doufají, že by mohli využít vodu, která se nachází ve stínu kráterů poblíž pólů. Pokud by jí bylo dostatek, šlo by ji rozložit na vodík a kyslík – dvě hlavní složky raketového paliva. Jenže zatím nevíme, kolik vody na Měsíci skutečně je. Proto se hledají i alternativní způsoby, jak získat kyslík, a jedním z nich je využití měsíčního regolitu – prachu pokrývajícího celou lunární krajinu.
Plány na využití měsíčních surovin už několik let intenzivně zkoumá NASA (více o změnách v agentuře) i SpaceX, která se netají ambicemi Měsíc využít jako přestupní stanici na cestě k Marsu (více o plánech SpaceX).
Jak se z měsíčního prachu dá získat kyslík?
Regolit obsahuje minerály, které v sobě mají kyslík, například ilmenit (FeTiO₃). Problém je, že jeho získání není jednoduché. Proces zahrnuje několik kroků:
- Těžba a separace – Ilmenit se musí nejdříve vytěžit a oddělit od ostatních částí regolitu.
- Chemická reakce – Smíchá se s vodíkem a zahřeje na vysokou teplotu. Vodík reaguje s kyslíkem v minerálu a vzniká voda.
- Elektrolýza – Vzniklá voda se rozdělí na vodík (který se vrací zpět do procesu) a kyslík pomocí elektrolýzy.
- Zkapalnění kyslíku – Aby mohl být kyslík využit jako palivo, je nutné ho zchladit na kapalný stav.
24 kWh na kilo kyslíku. Jak to pohánět?
Každý kilogram kapalného kyslíku vyžaduje 24 kWh energie. To se možná nezdá jako hodně, dokud si neuvědomíme, že jen pro odlet prázdné rakety Starship z Měsíce na oběžnou dráhu by bylo potřeba 80 tun kyslíku.
Nabízí se tedy otázka: Mělo by smysl na Měsíci použít jadernou energii? Jaderné reaktory by umožnily nepřetržitou výrobu kyslíku bez závislosti na slunečním svitu. Jenže jejich doprava a instalace na Měsíci by byla logistická noční můra. O současných investicích do vesmírných technologií si můžete přečíst v tomto článku.
Kde by se mělo těžit?
Aby byl tento projekt smysluplný, je nutné těžit tam, kde je nejvyšší koncentrace ilmenitu. Vědci zjistili, že nejbohatší ložiska jsou v měsíčních mořích (mare) na přivrácené straně Měsíce. Výhodou těchto oblastí je snadnější komunikace se Zemí.
Je to reálné, nebo jen sen?
Vybudování palivové základny na Měsíci by mohlo zásadně změnit vesmírný průmysl a otevřít dveře k levnějším misím na Mars a dál. Jenže současné výpočty ukazují, že to nebude jednoduché.
Mezitím vědci pokračují v hledání dalších cest, jak snížit náklady na vesmírné mise. O nejzajímavějších plánech a misích roku 2025 si můžete přečíst v našem přehledu očekávaných událostí.
