Китайские ученые нашли способ добывать воду на Луне из… пыли!

Заветная мечта человечества — покорение космоса — становится всё ближе к реальности. С каждым годом мы делаем новые шаги к освоению Луны, нашего ближайшего небесного соседа, и созданию там постоянных баз. Однако на пути к этой амбициозной цели стоит множество препятствий, и одно из самых сложных — обеспечение будущих лунных жителей жизненно важным ресурсом — водой. Транспортировка воды с Земли — чрезвычайно дорогостоящее и сложное предприятие, поэтому учёные всего мира активно ищут альтернативные способы добычи воды непосредственно на Луне.

Недавно группа исследователей из Нинбоского института материаловедения и инженерии Китайской академии наук представила миру революционный подход к решению этой проблемы. Вместо того чтобы фокусироваться на поиске залежей водяного льда в постоянно затенённых полярных кратерах, китайские учёные обратили свой взор на, казалось бы, самый обыденный элемент лунного ландшафта — реголит, тонкий слой пыли и обломков горных пород, покрывающий поверхность спутника.

Используя образцы реголита, доставленные на Землю китайской миссией «Чанъэ-5», профессор Ван Цзюньцян и его коллеги провели ряд экспериментов, которые позволили им сделать удивительное открытие: в реголите содержится значительное количество эндогенного водорода, имплантированного туда солнечным ветром на протяжении миллиардов лет.

Учёные задались вопросом: можно ли извлечь этот водород и использовать его для производства воды? Для ответа на этот вопрос они подвергли лунный реголит нагреву с помощью вогнутых зеркал, способных концентрировать солнечный свет и создавать высокие температуры. Результат превзошёл все ожидания: при нагреве до температуры свыше 1200 Кельвинов один грамм расплавленного реголита выделял от 51 до 76 миллиграммов воды!

Это означает, что из одной тонны лунного реголита можно получить более 50 килограммов воды, что эквивалентно примерно ста полулитровым бутылкам. Такого количества воды достаточно для удовлетворения суточной потребности 50 человек.

Особенно интересные результаты были получены при изучении минерала ильменита (FeTiO3), который составляет значительную часть лунного реголита. Благодаря своей уникальной кристаллической структуре с субнанометровыми туннелями, ильменит способен удерживать в себе большое количество водорода, что делает его особенно перспективным источником воды на Луне.

Предложенный китайскими учёными метод имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, он позволяет получать воду непосредственно на месте, исключая необходимость дорогостоящей и сложной доставки с Земли. Во-вторых, он использует практически неисчерпаемые запасы лунного реголита, который покрывает поверхность спутника слоем в несколько метров.

Конечно, перед тем как этот метод будет внедрён в практику, необходимо решить ряд инженерных задач. Например, необходимо разработать эффективные и надёжные системы нагрева реголита в условиях лунной среды, а также создать установки для сбора и очистки полученной воды.

Однако потенциал этого открытия огромен. Возможность получения воды из лунного грунта может стать ключевым фактором, определяющим успех будущих лунных миссий и создания там постоянных баз. Вода, добытая таким способом, будет использоваться не только для питья, но и для орошения растений в лунных теплицах, а также для электролиза, позволяющего получить водород и кислород — необходимые компоненты ракетного топлива и систем жизнеобеспечения.

Исследование китайских учёных открывает перед нами новую эру в освоении космоса, эру, в которой лунная пыль, веками считавшаяся символом безжизненности, превращается в источник жизни, дающий человечеству реальный шанс на покорение далёких миров.