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NASA创新项目:建造月球南极氧气运输管道||国际月球村72

NASA创新项目:建造月球南极氧气运输管道||国际月球村72 星际航行
2024-04-28
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导读:管道途经之地都属于月球安全区的管辖范围

阿耳忒弥斯计划的可持续性及其在月球上建立人类永久存在的目标取决于利用当地资源降低月球作业成本和风险的能力。美国NASA和美国政府投入了大量资金来开发从月球风化层中提取氧气和从月球冰中提取水的能力。

开发出的氧气将用于:1)有人月球基地、月球车、其他生命维持系统,持续供应高纯度氧气供人类消耗;2)离开月球的上升级所需的氧化剂。这些氧气提取技术计划最早于 2024 年在月球上进行大规模演示,并最早于 2026 年为阿耳忒弥斯宇航员提供直接支持。

目前资助的原位氧气提取工作包括将氧气装瓶在压缩气罐中或将其液化并储存在杜瓦瓶中。这两种方法都需要用月球车将储罐或杜瓦瓶运送到各种设施以供使用。在月球车上移动氧气的过程比提取过程更加耗能,并且考虑到资源提取区域的长距离(大于110 公里),被认为是获得用于月球的原位氧气的最昂贵的方面。来自有人基地或液化工厂。

我们提议建立月球南极氧气管道(L-SPoP),这是一条位于月球南极的气态氧气管道。对于第一阶段 NIAC 项目,我们建议对 L-SPoP 进行端到端系统级设计研究。月球管道从未被追求过,它将彻底改变阿耳忒弥斯计划的月球表面操作,并降低成本和风险!

我们计划探索和评估月球管道的多种系统架构,确定增强和支持技术,并制定全面的路线图来开发这一突破性基础设施。我们的原创概念是建造一条 5 公里长的管道,将氧气从氧气生产源(例如我们的熔融风化层电解 (MRE) 提取场或任何其他来源)输送到月球基地附近的氧气储存/液化厂。 

L-SPoP 由现场制造的管段组成,这些管段经过钝化、焊接或安装在一起,跨越 5 公里的距离。根据初步分析,我们假设原位管道是由南极常见的原位铝制成的模块化段,可以用 MRE 提取高纯度,可以直接挤压成管道形状,并且可以氧化钝化。也将进行分析的其他原位金属包括铁和镁,通过真空沉积在管道内径上施加月球玻璃钝化涂层。由于就地资源开采和制造技术(偶尔从地球进行系统升级),这种模块化设计具有适应性、可修复性和可进化性,与其他方法相比,可以延长管道的使用寿命,并降低成本和风险。

该管道的设计目的是:1) 由风化层衍生的金属以机器人方式建造,从地球转移的材料最少,2) 可通过机器人进行修复,3) 氧气流量约为 2 公斤/小时,与 NASA 初始流量相当预计每年需要 10,000 公斤,4) 在管道的整个使用寿命内以最小的功率运行,5) 具有很高的运行可靠性,能够在月球环境中生存 > 10 年。

(全文完,翻译by果然伶俐,个人学习,限时翻译,无校对)

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本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号,下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目,希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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