ดวงจันทร์มีน้ำเพียงพอสำหรับแผนการยุติ Mars ของ Robert Zubrin หรือไม่

ในเรื่อง "The Case for Mars" ของ Robert Zubrin เขาสรุปแผนการที่จะจัดการดาวอังคารด้วยการหาน้ำและใช้อิเล็กโทรไลซิสเพื่อแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน นี่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะและอากาศสำหรับลูกเรือในการหายใจ แผนการที่คล้ายกันสามารถทำงานเพื่อจัดการกับดวงจันทร์ได้หรือไม่? มีทรัพยากรเพียงพอบนดวงจันทร์สำหรับการตั้งถิ่นฐานที่จะพอเพียงหรือไม่? มีน้ำบนดวงจันทร์เพียงพอหรือไม่ที่สิ่งนี้จะเป็นไปได้?

การพึ่งตนเองเป็นคำที่กว้างมาก เราสามารถยืนยันว่าใช่มีน้ำบนดวงจันทร์และใช่มีวิธีที่เป็นไปได้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในรูปแบบที่ยั่งยืนด้วยตนเอง แต่คำถามที่แท้จริงคือมีพื้นที่บนดวงจันทร์ที่จะทำงานได้ทั้งใน ในเวลาเดียวกัน

คุณเห็นว่าสถานที่ที่มีโอกาสมากที่สุดที่พื้นผิวหรือใกล้กับน้ำใต้ดินอาจมีอยู่บนดวงจันทร์และเหมาะสำหรับการสกัดมวลคือบริเวณขั้วโลกและที่มืดถาวร อันที่จริงยานอวกาศ ISRO (องค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดีย) Chandrayaan-1 ได้ตรวจพบหลักฐานว่ามีน้ำขังในพื้นผิวดวงจันทร์ regolith แร่ธาตุในพื้นที่ขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์น้ำที่น่าจะมาจากดาวเคราะห์น้อยและดาวหางกระทบฝังลึกภายในแกนดวงจันทร์ น้ำ magmatic ใกล้กับพื้นผิว น้ำที่ไม่มีรูปแบบใด ๆ ในภูมิภาคอื่น ๆ ของดวงจันทร์ที่ได้รับแสงแดดและรังสีดวงอาทิตย์จะทำให้เกิดก๊าซในรูปของมันโดยตรงและไอออนไนเซชันจะสูญเสียอะตอมของไฮโดรเจนดังนั้นในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนอาจยังคงปรากฏอยู่ในระดับหนึ่ง ชั้นแร่ธาตุการสกัดน่าจะซับซ้อนเกินไป

แต่ไม่ว่าที่ไหนก็ตามที่คุณจะพบแหล่งน้ำของคุณคุณจะยังคงต้องใช้ไฟฟ้าเป็นจำนวนมากในการสกัดพลังงานจากนั้นใช้อิเล็กโตรไลซิสเพื่อแยกน้ำโมเลกุลออกเป็นอะตอมที่เป็นส่วนประกอบและบีบอัดในสภาพที่เป็นของเหลว เหมาะเป็นองค์ประกอบของจรวดออกซิเจนเหลว (หรือ LOX) เป็นตัวออกซิไดเซอร์ของคุณและเพิ่มเป็นสองเท่าในปริมาณโมเลกุลของไฮโดรเจนเหลว (หรือ LH2) เป็นเชื้อเพลิงจรวดของคุณ ปัญหาเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าคือถ้าคุณไม่ได้นำของคุณมาเองและใช้ประโยชน์อย่างมากกับโรงไฟฟ้าของคุณคุณอาจต้องการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์หรือแตะลงในดวงจันทร์ regolith ฝังฮีเลียม -3 (หรือ³เขา) และเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นรุ่นที่สามของคุณ ดูตัวอย่างคำตอบของฉันนี้การสำรวจอวกาศเกี่ยวกับวิธีการที่สามารถทำได้

ดังนั้นปริศนาหลักในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรทางจันทรคติในขณะนี้ยังคงหาแหล่งน้ำที่เพียงพอและสามารถขุดได้ในที่ที่ยังมีวิธีการที่ยั่งยืนด้วยตนเองในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่ต้องการ ทางเลือกหนึ่งที่ฉันนึกได้คืออยู่บนเส้นศูนย์สูตรของดวงอาทิตย์มากที่สุดและสกัดไอโซโทปไฮโดรเจนและไอโซโทปของไฮโดรเจนและไอโซโทปรวมทั้งฮีเลียม -3 จากดวงจันทร์ regolith พวกมันทั้งหมดฝังตัวจากการออกมวลของโคโรนา (CME) ออกซิเจนที่ต้องการนั้นสามารถเกิดขึ้นได้โดยการบดแร่ออกซิไดซ์และปล่อยให้มันมีเหงื่อออกเมื่อมีไอโซโทปไฮโดรเจนอยู่ในน้ำที่แตกตัวเป็นไอออนและสามารถใช้ฮีเลียม -3 ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เพื่อรักษาปฏิกิริยาฟิวชั่น ของไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยกระแสไฟฟ้า

ไอโซโทปของไฮโดรเจนและฮีเลียมเหล่านี้มีจำนวนเท่าไรที่ฝังอยู่ในดวงจันทร์จริงและนานแค่ไหนที่สิ่งเหล่านี้ยังคงมีอยู่ในฝากอาจจะอยู่ที่นั่นอย่างน้อยก็สักระยะหนึ่งเนื่องจากประจุคงที่ของ regolith นี่เป็นคำถามที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและเรายังไม่สามารถตอบได้ในขณะนี้ การศึกษาเอกภพและสภาพแวดล้อมทางจันทรคตินั้นเป็นจุดประสงค์เดียวของ LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) ที่เราเพิ่งจะเปิดตัวที่นั่น เราจะรู้ในเวลาประมาณหนึ่งปีถ้ามันสามารถให้หลักฐานทางวิทยาศาสตร์โดยสรุปสำหรับทฤษฎีเหล่านี้ที่ฉันเพิ่งพูดถึง

นอกจากนี้ดาวอังคารยังมีบรรยากาศที่สำคัญยิ่งกว่าประกอบด้วย CO2 ประมาณ 95% (ซึ่งเป็นหนึ่งในประเด็นหลักที่ Zubrin ทำ) ในขณะที่บรรยากาศของดวงจันทร์ซีดลงเมื่อเปรียบเทียบ ทำไมสิ่งนี้จึงสำคัญ เมื่อรวมกับการจัดหาไฮโดรเจนซึ่งจะนำมาด้วยคุณสามารถรวม CO2 กับ H2 เพื่อผลิตก๊าซมีเทน (CH4) ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดได้ น้ำสามารถผลิตได้ ดูปฏิกิริยา Sabatier

หน้า 60 ใน "กรณีดาวอังคาร" ยังพูดถึงข้อดีและข้อเสียของระบบขับเคลื่อนจรวด CH4 / O2 และ CO / O2 อดีตเป็นทางเลือกที่ดีกว่าถ้ามีไฮโดรเจน นอกจากนี้เมื่อพูดถึงการตั้งถิ่นฐานการสำรวจเป็นหน้าที่สำคัญ เชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะสามารถจัดหาผ่านการใช้ CO2 ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร