Специалисты Немецкого аэрокосмического центра в Бремене создали испытательный стенд, предназначенный для лунного реголита с целью извлечения ценных ресурсов, таких как вода и кислород.

Как известно, лунный реголит богат минералом ильменитом, который содержит железо, титан и кислород. Ильменит является одним из наиболее доступных источников кислорода и воды на Луне, которые необходимы для дыхания, питья и других целей. Однако ильменит не особенно распространён на поверхности Луны, особенно в высокогорных регионах, где планируется строительство первых постоянных лунных аванпостов.

Испытательный стенд, разработанный немецкими учёными, предназначен для обогащения лунного реголита с целью концентрации ильменита и других ценных минералов. Стенд состоит из трёх инструментов, осуществляющих гравитационное, магнитное и электростатическое обогащение. Гравитационный инструмент использует питатель и сито для разделения частиц по размеру. Частицы размером более 200 микрометров отсеиваются, что позволяет отделить более крупные частицы, которые могут помешать работе остальной части системы.

Изображение испытательного стенда.
Источник: Frontiers in Space Technologies (2024). DOI: 10.3389/frspt.2023.1328341

Далее следует магнитный сепаратор, который использует магнитное поле для отделения ильменита от немагнитных материалов. Ильменит слабомагнитен из-за содержания в нём железа и может быть отделён от немагнитного материала аналогичной плотности путём воздействия на него магнитным полем. Магнитное поле направлено таким образом, что оно будет выталкивать частицы ильменита из прямой линии при падении, направляя их в другой бункер.

Наконец, оставшиеся магнитные частицы подвергаются воздействию мощных электрических полей с использованием электростатического сепаратора с параллельными пластинами. Обычно используемые в нефтегазовой промышленности, эти устройства создают гигантское электрическое поле, которое удерживает некоторые частицы, замедляя их падение и позволяя сортировать материалы с определёнными электрическими свойствами.

В ходе испытаний использовался имитатор лунного реголита, который был просушен в течение более 48 часов при температуре 80°C. После этого его хранили в герметичном контейнере, чтобы предотвратить попадание дополнительной влаги в систему. Результаты показали, что система смогла извлечь около 32% ильменита из исходного материала и увеличить его концентрацию с 2,55% до 12%.

Хотя результаты являются обнадёживающими, учёные отмечают, что необходимо провести дальнейшие исследования и испытания, чтобы улучшить эффективность системы и увеличить выход ильменита. Кроме того, необходимо разработать технологии для более эффективного использования ильменита и других ценных минералов, извлечённых из лунного реголита.