Thu thập mẫu mặt trăng để thử nghiệm ISRU
Trọng tải nhỏ gọn sẽ cần chiết xuất 50-100 gam oxy từ regolith trên mặt trăng – nhắm mục tiêu chiết xuất 70% tất cả oxy có sẵn trong mẫu – đồng thời cung cấp các phép đo chính xác về hiệu suất và nồng độ khí. Và nó sẽ phải làm tất cả những điều này một cách vội vàng, trong khoảng thời gian 10 ngày – chạy bằng năng lượng mặt trời có sẵn trong vòng một ngày âm lịch kéo dài hai tuần, trước khi đêm âm lịch tối đen như mực xuất hiện.
Quy trình thử nghiệm sử dụng tài nguyên tại chỗ
Ban Giám đốc Khám phá Con người và Người máy của ESA đã chọn nhóm do Thales lãnh đạo bao gồm AVS, chuyển hóa, Mở trường đại học và Redwire không gian châu Âu sau một nghiên cứu chi tiết vào năm ngoái, đánh giá ba thiết kế đối thủ. Quá trình này tuân theo một cách tiếp cận mới để lựa chọn các khái niệm hệ thống.
David Binns, Kỹ sư Hệ thống từ Cơ sở Thiết kế Đồng thời (CDF) hiện đại của ESA nhận xét: “Việc sử dụng phương pháp tiếp cận thử thách cho phép chúng tôi đánh giá các khái niệm tải trọng cạnh tranh trên cơ sở chính xác, song song”. “Giờ đây, chúng tôi mong muốn được hợp tác với tập đoàn chiến thắng để biến thiết kế của họ thành hiện thực.
Oxy và kim loại từ regolith mặt trăng
“Trọng tải cần phải nhỏ gọn, công suất thấp và có thể bay trên một loạt tàu đổ bộ mặt trăng tiềm năng, bao gồm Tàu đổ bộ hậu cần cỡ lớn châu Âu của ESA, EL3. Khả năng chiết xuất oxy từ đá mặt trăng, cùng với các kim loại có thể sử dụng được, sẽ là yếu tố thay đổi cuộc chơi đối với hoạt động khám phá Mặt trăng, cho phép các nhà thám hiểm quốc tế quay trở lại Mặt trăng để ‘sống ngoài đất liền’ mà không bị phụ thuộc vào các đường dây cung cấp trên mặt đất dài và đắt đỏ. ”
Giorgio Magistrati, Trưởng nhóm Nghiên cứu và Công nghệ tại sáng kiến ExPeRT (Chuẩn bị Thăm dò, Nghiên cứu và Công nghệ) của ESA cho biết thêm: “Đã đến lúc bắt đầu thực hiện trình diễn Sử dụng Tài nguyên Tại chỗ này, bước đầu tiên trong chiến lược triển khai ISRU lớn hơn của chúng tôi. Sau khi công nghệ được chứng minh bằng cách sử dụng tải trọng ban đầu này, cách tiếp cận của chúng tôi sẽ đạt đến đỉnh cao trong một nhà máy ISRU quy mô đầy đủ được đặt trên Mặt trăng vào đầu thập kỷ tiếp theo.”
Tạo ra oxy từ bụi mặt trăng
Khái niệm cơ bản đã được chứng minh. Các mẫu được trả lại từ bề mặt mặt trăng xác nhận rằng regolith của mặt trăng được tạo thành từ 40–45% phần trăm oxy tính theo trọng lượng, nguyên tố đơn lẻ phong phú nhất của nó. Khó khăn là oxy này được liên kết hóa học dưới dạng oxit ở dạng khoáng chất hoặc thủy tinh, do đó không có sẵn để sử dụng ngay.
Tuy nhiên, một nhà máy oxy nguyên mẫu đã được thiết lập trong Phòng thí nghiệm Vật liệu và Linh kiện Điện của ESTEC. Nhà máy này sử dụng một quy trình dựa trên điện phân để tách đá mặt trăng mô phỏng thành kim loại và oxy, những nguồn tài nguyên cơ bản quan trọng cho các sứ mệnh không gian bền vững lâu dài.