Если люди когда-либо создадут лунную базу, одним из наибольших вызовов станет обеспечение критического для жизни процесса – дыхания. Транспортировка кислорода на Луну чрезвычайно дорогостояща, поэтому в течение нескольких последних лет NASA ищет другие возможности. Одна из идей заключается в извлечении кислорода из лунных камней.
Недавно химик-материаловед из Кэмбриджского университета (University of Cambridge) Дерек Фрэй (Derek Fray) вместе с коллегами создал реактор, использующий оксиды из лунных камней в качестве катодов в электрохимическом процессе для производства кислорода. Разработка основана на процессе, отрытом в 2000 году, который позволяет получать углекислый газ. В этой версии технологии ученые пропускают ток между катодом и анодом из углерода, причем оба электрода находятся в растворе электролита – соли. Ток удаляет атомы кислорода из катода, которые затем ионизируются и растворяются в расплаве соли. Негативно заряженные атомы кислорода притягиваются к углеродному аноду, который окисляется с итоговым результатом в в виде углекислого газа. Чтобы извлечь из него ценный газ, исследователи разработали химически инертный анод, используя титанат кальция и рутенат кальция вместо углерода. Поскольку эрозия электрода в этом случае совсем незначительна, реакция между ионами кислорода и анодом приводит к появлению искомого газа. Проводя эксперименты с разработанной NASA моделью лунного камня, ученые вычислили, что три реактора высотой не более метра могут генерировать тонну кислорода в год на Луне, для чего потребуется сырье в виде трех тонн камней. Фрэй отмечает, что три реактора будут потреблять 4,5 кВт энергии, поставлять которую могут солнечные панели или компактный ядерный реактор. Ведется также работа с ESA (European Space Agency – Европейское космическое агентство) над созданием реактора, которым можно управлять дистанционно. Помимо описанной технологии, существуют и другие проекты получения кислорода. Так, Дональд Сэдовей (Donald Sadoway) из Массачусетского технологического института (MIT) работает над высокотемпературным методом – электролизом расплава соли. Прямо на Луне расплавленные камни могут служить электролитом. Реактор Сэдовея может быть построен непосредственно на лунной поверхности, состоящей из реголита, без всякого фундамента. Обе космических организации – европейская и американская – исполнены оптимизма относительно этих исследований. В 2008 году NASA увеличила призовой фонд с $250 тыс. до $1 млн, деньги которого достанутся той компании, которая первой продемонстрирует метод извлечения пяти килограмм кислорода за 8 часов из модели лунного камня. До настоящего времени вознаграждение остается невостребованным.
