Очистка воды — это большой бизнес на Земле. Компании предлагают все, от опреснения до обеспечения нужного уровня pH для питьевой воды. Но на Луне не будет подобной технической инфраструктуры для поддержки астронавтов, пытающихся создать там постоянную базу. И есть один конкретный материал, который еще больше затруднит очистку воды — лунная пыль.
Мы много раз сообщали о проблемах со здоровьем, вызванных лунным реголитом, поэтому кажется очевидным, что вы не хотите его пить. Более того, абразивная пыль может вызвать проблемы с уплотнениями, например, теми, которые используются в электролизерах для создания ракетного топлива из водных ресурсов на месте. Она может даже негативно повлиять на само оборудование для очистки воды.
К сожалению, это загрязнение неизбежно. Лунная пыль слишком липкая и электростатически заряженная, чтобы ее можно было полностью отделить от оборудования, которое будет перерабатывать или очищать воду. Поэтому группа исследователей из DLR в Германии решила проверить, что произойдет, если намеренно растворить лунный реголит.
Короткий ответ, как и следовало ожидать, ничего хорошего. Растворенный лунный реголит вызывает pH, мутность и концентрацию алюминия, превышающие контрольные показатели Всемирной организации здравоохранения для безопасной питьевой воды. Это происходило даже при коротком времени воздействия (2 минуты) и статических значениях pH, поскольку в части экспериментов использовался буфер pH 5,5.
Для этих экспериментов они не использовали настоящую лунную пыль, а имитатор, смоделированный на основе реголита, возвращенного во время миссии Аполлон-16. Он имитирует реголит, который, как считается, наиболее похож на места посадки Артемиды. В дополнение к изменениям pH и времени воздействия (которое достигло 72 часов), авторы также варьировали количество растворенного кислорода в системе и размер частиц имитатора.
Эти отрицательные результаты были получены для каждого варианта теста, независимо от того, какая комбинация из четырех контрольных переменных использовалась. В конечном счете, это означает, что инженерам придется разработать систему для фильтрации воды из этих отложений, прежде чем ее можно будет переработать в общую систему водоснабжения.
Кредит: НАСА
В статье были рассмотрены некоторые потенциальные решения для этой системы очистки воды. Каждое из нарушенных ограничений требует своей методологии очистки. По оценке автора, снижение мутности является первым требованием. Для этого они предлагают проводить стандартную фильтрацию или позволять частицам пыли осаждаться.
Следующим по важности является удаление алюминия, поскольку другой эксперимент показал, что растения, выросшие в лунной почве, проявили признаки токсичности алюминия. Дополнительные ионы, включая кальций, железо и марганец, также необходимо удалить, поскольку они были выше допустимых уровней в некоторых тестовых партиях, но не во всех. Удаление этих ионов потребует процесса обратного осмоса или ионного обмена. Удаление ионов также жизненно важно для полностью функциональной системы электролизера.
Авторы, похоже, в конечном итоге стремились к платформе для тестирования и проверки процессов очистки воды для будущих миссий по исследованию Луны. Учитывая результаты их экспериментов, несомненно, будут дальнейшие раунды тестирования и множество технологических разработок для решения этих технических проблем. В конечном счете, астронавтам придется пить воду на Луне — и она будет поступать не только из бутылок с Земли.
Узнать больше:
Фрир, Пеш и Цабель – Экспериментальное исследование по характеристике воды, загрязненной лунной пылью
UT – Луна токсична
UT – Астронавты будут отслеживать пыль в Lunar Gateway. Это проблема?
UT – Лунная пыль по-прежнему остается одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются исследователи Луны
Главное изображение:
Образцы мутности некоторых видов растворенного реголита.
Кредит — Фрир, Пеш и Забель
