В лунном реголите огромный химический запас кислорода, но почти весь он связан в силикатах и оксидах. Это не подземные баллоны и не атмосфера, которой можно дышать. Чтобы получить O₂, нужно разорвать химические связи с затратой энергии.
Где находится лунный кислород
Кислород входит в состав пород вместе с кремнием, алюминием, железом, магнием и титаном. Состав поверхности меняется от места к месту, поэтому промышленная установка потребует разведки, добычи и сортировки сырья.
Отдельный ресурс — водяной лёд в постоянно затенённых областях у полюсов. Электролиз воды даёт кислород и водород, но сначала лёд нужно найти, добыть и очистить в крайне холодной и тёмной среде. Оценки запасов и их доступности остаются неопределёнными.
Какие технологии испытывают
Расплавленный реголит можно подвергать электролизу, получая кислород на одном электроде и металлические продукты на другом. Другие схемы восстанавливают оксиды водородом или метаном. NASA демонстрировало получение кислорода из имитатора лунного грунта в вакуумной камере. Это подтверждает принцип, но не означает, что на Луне уже есть работающая шахта или завод.
Для реальной системы важен не только процент извлечения. Нужно учитывать массу установки, потребление энергии, износ от абразивной пыли, работу в вакууме, ремонт и хранение продукта. Лабораторная эффективность не равна надёжности далёкой автономной инфраструктуры.
Зачем производить кислород на месте
Кислород нужен экипажу для дыхания, но гораздо больше его может потребоваться как ракетного окислителя. Местное производство может сократить массу, которую приходится доставлять с Земли. Металлы и стеклообразные остатки реакции тоже потенциально пригодны для строительства.
Пока это программа исследований in situ resource utilization, а не действующая промышленность. Инженерная цепочка должна пройти путь от разведки месторождения и переработки до надёжного хранения и использования кислорода.
Источники: NASA: извлечение кислорода из имитатора реголита; NASA: использование местных ресурсов.
