Průlom v čerpání měsíčních zdrojů: Nová čínská fototermální technologie mění hru

Průlom v využívání měsíčních zdrojů

Čínští vědci představili přelomovou technologii, která by mohla zásadně změnit způsob, jakým podporujeme lidský průzkum a pobyt na Měsíci. Ve studii publikované v časopise Joule vědci popisují inovativní fototermální systém, který efektivně získává vodu z měsíčního regolitu (měsíčního prachu) a spolu s oxidem uhličitým ji přeměňuje na klíčové zdroje jako kyslík, vodík a raketové palivo – vše pomocí hojného měsíčního slunečního záření.

Jak funguje fototermální metoda

Jádrem této inovace je fototermální proces, který využívá koncentrované sluneční záření k vytváření vysokých teplot přímo ze solární energie. Tento přístup zjednodušuje tradiční metody extrakce vody a zároveň zvyšuje energetickou účinnost propojením získávání vody a přeměny oxidu uhličitého v jediném optimalizovaném kroku. Získaná měsíční voda je rozdělena na vodík a kyslík – což je zásadní jak pro podporu života, tak pro výrobu pohonných hmot pro vesmírné cesty. Navíc vydechovaný oxid uhličitý od astronautů lze přeměnit na oxid uhelnatý a vodík, což může pohánět palivové články nebo sloužit k syntéze raketového paliva.

Hlavní vlastnosti a technické výhody

• Jednokroková integrace: Kombinuje extrakci H2O z měsíce s fototermální katalýzou CO2, což snižuje složitost systému a náklady na infrastrukturu.
• Využití místních zdrojů: Podporuje tzv. in-situ využití zdrojů (ISRU), což je zásadní pro dlouhodobé lunární mise a výrazně snižuje astronomické náklady na dopravu zásob ze Země, které činí až 83 000 dolarů na galon vody.
• Efektivní využití energie: Systém efektivně využívá místní měsíční podmínky pro napájení a minimalizuje potřebu těžkého externího zařízení.

Srovnání s dosavadními metodami získávání měsíčních zdrojů

Většina současných metod extrakce vody z měsíčního regolitu je velmi energeticky náročná a často končí pouze získáním vody bez její další přeměny na základní prvky. Čínský tým tento proces zjednodušil a zdůrazňuje přímou přeměnu zdrojů pro podporu života i pohonu. Jejich fototermální systém je nejen úspornější z hlediska energie, ale i pravděpodobně robustnější pro praktické využití ve vesmíru.

Testování na vzorcích z mise Čchang-e 5

V významné demonstraci vědci úspěšně otestovali svou technologii přímo na vzorcích měsíční půdy, které byly odebrány během čínské mise Čchang-e 5. Po návratu vzorků z přivrácené strany Měsíce koncem roku 2020 mohl tým důkladně ověřit funkčnost technologie v laboratorních podmínkách a prokázat její životaschopnost pro budoucí aplikace.

Možné výzvy a budoucí výhledy

Přestože výsledky laboratorních testů jsou nadějné, nasazení podobných systémů v extrémních měsíčních podmínkách přináší řadu výzev – od radiace, proměnlivé gravitace až po extrémní teplotní výkyvy. Řešení těchto komplikací bude klíčové pro udržitelnost lunárních základen a dlouhodobou přítomnost člověka mimo Zemi.

Význam pro trh a závod o osídlení Měsíce

Tato technologická inovace podtrhuje rychlý vzestup Číny jako vůdčí velmoci v oblasti kosmických technologií. Čína, která byla ještě nedávno vnímána jako outsider, je nyní klíčovým hráčem, zejména s cílem vybudovat lunární základnu do roku 2035. S ohledem na změny v politice USA může tato inovace poskytnout Číně silnou konkurenční výhodu v éře nové lunární exploatace a rozvoje vesmírného průmyslu.

Možnosti využití a širší dopady

Pokud bude tento fototermální systém zaveden přímo na Měsíci, může se stát základem pro budování udržitelných lidských kolonií, výrobu raketového paliva pro návraty nebo lety do hlubšího vesmíru a výrazně snížit náklady na lunární mise. Výzkum tak otevírá praktické cesty k trvalému osídlení Měsíce a připravuje půdu pro ambiciózní průzkum vesmíru v příštích desetiletích.