Исследователи из Университета Техаса в Эль-Пасо (UTEP) применили методы вычислительной гидродинамики (CFD) для оптимизации систем производства ракетного топлива на Луне. Это важный шаг в развитии технологий использования местных ресурсов (ISRU), которые позволят снизить затраты на космические миссии за счёт добычи материалов вне Земли. Работа фокусируется на моделировании конденсатора — ключевого компонента системы, разработанной NASA и компанией OxEon Energy для получения метана и кислорода из лунного грунта.

В рамках проекта учёные смоделировали работу конденсатора, отделяющего воду от метана в цепочке производства топлива. Для этого использовали промышленный пакет STAR-CCM+ от Siemens, что позволило избежать трудоёмкого создания модели с нуля. Основными параметрами анализа стали скорость конденсации (грамм/час) и массовый расход газа. Результаты сравнили с данными испытаний, проведённых в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL). Погрешность составила 7,3% для конденсации и 2,2% для расхода газа — отличные показатели для CFD-моделей.

Иллюстрация: Gerald Sanders

Цель исследования — не просто повторить эксперимент, а заложить основу для масштабирования системы. На Луне подобные установки должны производить топливо в промышленных объёмах, что требует точного расчёта размеров компонентов. Текущие тесты проводились на прототипах, но модель UTEP поможет создать полноценные версии, адаптированные к лунным условиям.

Успех работы подтверждает, что CFD-анализ эффективен для задач ISRU. Это особенно важно в свете планов NASA по строительству долговременных баз на Луне, где автономное производство топлива станет критичным. Следующим шагом станет интеграция модели в проектирование систем большей мощности. Хотя до реального внедрения ещё годы, исследование демонстрирует, как современные инженерные инструменты решают проблемы будущего.