設(shè)在荷蘭諾德韋克的ESTEC歐洲空間研究與技術(shù)中心的材料和電氣組件實(shí)驗(yàn)室已建立了一個(gè)氧氣工廠原型。

格拉斯哥大學(xué)的Beth Lomax博士說(shuō)：“擁有自己的設(shè)施使我們能夠?qū)Ｗ⒂谘鯕獾漠a(chǎn)生，并使用質(zhì)譜儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樗菑闹厥M物中提取的。”ESA的“網(wǎng)絡(luò)與合作伙伴計(jì)劃”(Networking and Partnering Initiative)為這項(xiàng)工作提供了支持，并利用了針對(duì)太空應(yīng)用的先進(jìn)學(xué)術(shù)研究。

“能夠從月球上發(fā)現(xiàn)的資源中獲取氧氣對(duì)于未來(lái)的月球定居者，無(wú)論是在呼吸還是在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)火箭燃料方面，都將非常有用。”

ESA研究員Alexandre Meurisse補(bǔ)充說(shuō)：“現(xiàn)在，我們已經(jīng)在運(yùn)行該設(shè)施，我們可以對(duì)它進(jìn)行微調(diào)，例如，通過(guò)降低工作溫度，最終設(shè)計(jì)出該系統(tǒng)的一種版本，該系統(tǒng)可能有一天會(huì)飛向月球。在那兒進(jìn)行手術(shù)。”

從月球表面返回的樣品證實(shí)，月球長(zhǎng)石是由40-45%重量百分比的氧氣組成，它是最豐富的元素。但是這種氧以礦物質(zhì)或玻璃的形式化學(xué)結(jié)合成氧化物，因此無(wú)法立即使用。

ESTEC的氧氣提取是通過(guò)一種稱為熔融鹽電解的方法進(jìn)行的，該方法包括將重晶石與熔融氯化鈣鹽一起放入金屬筐中，以用作電解質(zhì)，并加熱到950°C。在此溫度下，硬硅酸鹽保持固體。

但是，通過(guò)它的電流會(huì)導(dǎo)致氧氣從重灰石中提取出來(lái)，并遷移穿過(guò)鹽而收集在陽(yáng)極上。作為獎(jiǎng)勵(lì)，此過(guò)程還可以將重灰石轉(zhuǎn)換成可用的金屬合金。

實(shí)際上，這種熔融鹽電解方法是由英國(guó)公司Metalysis開(kāi)發(fā)的，用于商業(yè)金屬和合金生產(chǎn)。貝絲博士在ESTEC重新創(chuàng)建之前，他曾在公司工作以研究流程。

“在Metalysis中，該過(guò)程產(chǎn)生的氧氣是有害的副產(chǎn)品，而是以二氧化碳和一氧化碳的形式釋放，這意味著反應(yīng)器的設(shè)計(jì)本身不能承受氧氣。” Beth解釋說(shuō)。“因此，我們必須重新設(shè)計(jì)ESTEC版本，以便能夠測(cè)量氧氣。實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在確保其安裝和安全運(yùn)行方面非常有幫助。”