Een permanente basis op de planeet mars is wellicht voor veel mensen net een stap te ver. (lees hier het IO-artikel daarover). Maar wonen op de maan, dat klinkt toch al heel wat aantrekkelijker. Het European Space Agency is druk bezig met voorbereidingen voor een permanente basis op die trouwe begeleider van de aarde. Van daaruit zouden in de toekomst ruimtereizen gestart kunnen worden. Voor dat doel worden nu al allerlei technieken ontwikkeld.
Britse ingenieurs werken momenteel aan een proces om zuurstof uit het maangasstof te halen. De op deze manier geproduceerde zuurstof zou voornamelijk worden gebruikt voor de productie van raketbrandstof. Maar het kan ook worden gebruikt door de kolonisten op de maan. Het metaalpoeder van het maanstof dat overblijft, kan worden gebruikt om met behulp van 3D-printing bouwmaterialen voor een maanbasis te produceren. Dit zou de enorme kosten van het verzenden van materialen vanaf de aarde kunnen besparen.
Zuurstof gebonden aan metalen
De Britse onderneming Metalysis toonde al begin dit jaar aan dat een proces voor het winnen van mineralen die op aarde worden gebruikt, ook goed werkt met gesimuleerde maanregolieten. Deze dunne, stoffige laag gesteente op de maan is slechts licht verschillend van de mineralen die op aarde worden gevonden. Het bestaat voor ongeveer 45 procent uit zuurstof. Die is echter gebonden aan metalen zoals ijzer en titanium en is daarom niet beschikbaar.
Om de zuurstof te verkrijgen wordt het materiaal in een elektrochemisch proces ondergedompeld in speciaal daarvoor gebouwde kamers in een gesmolten zoutbad dat tot 950°C wordt verwarmd. Vervolgens activeert elektriciteit de te onttrekken zuurstof. De zuurstof migreert dan over het vloeibare zout en verzamelt zich op een elektrode. Dit laat een mengsel van metaalpoeders achter. De onderzoekers zijn nu bezig met het verfijnen van de technologie voor gebruik op de maan.
Op de maan is die zuurstofproductie van levensbelang. Daar moet zoveel mogelijk van geproduceerd worden. Daarom werken ingenieurs aan het verhogen van de hoeveelheid zuurstof die gewonnen kan worden. Tegelijkertijd proberen ze de temperatuur die nodig is voor de productie te verlagen. Dit zou ook het energieverbruik op de maan kunnen verminderen. Een ander punt is dat de grootte van de kamer waarin het proces plaatsvindt moet worden verkleind, zodat het gemakkelijker naar de maan kan worden getransporteerd. Momenteel is het ongeveer zo groot als een wasmachine.
Proefinstallatie op de maan
ESA en Metalysis roepen technische ontwikkelaars op om een procesbegeleidend monitoringsysteem te ontwikkelen. Die moet straks worden gebruikt om de zuurstofproductie in toekomstige maanextractiefaciliteiten te volgen.
“Een paar jaar geleden beseften we dat het schijnbaar onbelangrijke bijproduct van ons aardse mineraalwinningsproces, verstrekkende toepassingen kon hebben in het ruimteonderzoek”, zegt Ian Mellor, Managing Director van Metalysis.
Advenit Makaya, de materiaalingenieur van ESA die toezicht houdt op het project, legt uit dat dit project zou kunnen helpen om aan te tonen hoe het materiaal dat al op de maan ligt duurzaam kan worden gebruikt om de ruimte-inspanningen op lange termijn te ondersteunen. “Het project zal ons helpen om meer te leren over het metalyseproces. Het kan zelfs een springplank zijn voor de bouw van een geautomatiseerde proefinstallatie op de maan. Met daarbij de bonus van metaallegeringen, die door 3D-printers kunnen worden gebruikt om bouwmaterialen te produceren”.
Als je bases wilt bouwen op de maan en op mars, dan is het essentieel om dingen als lucht, water, voedsel en dergelijke in de ruimte te produceren”, zegt Sue Horne, hoofd ruimteverkenning bij de UK Space Agency. “De betrokkenheid van Metalysis in een programma dat juist dat beoogt. Het produceren van zuurstof op de maan, zal bijdragen aan het bereiken van doorbraken die de toekomstige verkenning van de ruimte een stap dichterbij brengen”.
Foto: Zuurstof en metaal uit maanregoliet. (c) ESA
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
