Dýchejte měsíční půdu

Problém, na který narazili astronauti při misích Apollo byl měsíční prach. Byl všude, včetně jejich plic. V budoucnosti to může být podobné a přitom jiné. Měsíční prach je totiž téměř z poloviny tvořen kyslíkem.

Jak to však zařídit, aby se uvolnil? "Všechno, co musíte udělat je přeměnit jej v páru," říká Erik Cardiff z NASA Goddard Space Flight Center. Cardiff vede jeden z několika týmů, které vyvíjejí způsob, jak poskytnout astronautům kyslík, který budou na Měsíci a Marsu potřebovat k životu.

Měsíční půda je bohatá řadu kysličníků. Nejběžnějším je kysličník křemičitý (SiO2 ), tedy běžný plážový písek, říká Cardiff. Hojné jsou ale také oxidy vápníku (CaO), železa (FeO) a hořčíku (MgO). Sečtěte všechny ty kyslíkové "O" a dostanete výsledek: 43% hmoty měsíční půdy tvoří kyslík.

Cardiff pracuje na technice, která zahřívá měsíční horninu dokud se z ní neuvolní kyslík. "Jde o jednoduchý chemický proces," vysvětluje Cardiff. "Materiál rozložíme na atomy tím, že jej dostatečně zahřejeme." Této technice se říká vakuová pyrolýza, podle "pyro" = "oheň" a "lysis" = "oddělovat."

"Několik vlastností dělá pyrolýzu atraktivnější než další techniky," vysvětluje Cardiff. "Nevyžaduje žádné suroviny, které by musely být přivezeny ze Země a nemusíte hledat žádné zvláštní minerály. Jednoduše naberete lopatkou to, co leží okolo vás na zemi a zahřejete to."

Jako důkaz použil Cardiff a jeho tým čočky soustřeďující sluneční světlo na malou vakuovou komoru, kde zahřál 10 gramů falešné měsíční půdy na asi 2.500°C. Zkušební vzorky obsahovaly ilmenit a MLS-1a, neboli Minnesota Lunar Simulant. Ilmenit je železito titanová ruda, která je stejná na Zemi i na Měsíci, zatím co MLS-1a je namíchán z miliardy let starého čediče nalezeného na severním břehu Lake Superior, smíchaného se skleněnými částečkami, simulujícím tak složení měsíční půdy. Originální měsíční půda je totiž příliš drahá na to, aby se s ní mohl takový výzkum provádět.

Při těchto testech bylo až 20 procent falešné měsíční půdy převedeno na volný kyslík, odhaduje Cardiff. To co zbylo je struska s nízkým obsahem kyslíku, na kovy bohatý a často i sklovitý materiál. Cardiff proto spolupracuje s kolegy v NASA Langley Research Center také na tom, jak zformovat tuto strusku do užitečných produktů, třeba stínění proti záření, cihly, náhradní součástky nebo dokonce povrch vozovek.

Dalším krokem je zvýšit efektivitu tohoto procesu. "V květnu se chystáme udělat testy při nižších teplotách ve vyšším vakuu." Ve vysokém vakuu, vysvětluje Cardiff, se může kyslík uvolňovat při dodání menší energie. Cardiffův první test probíhal při tlaku 1/1000 Torru, to je 760.000 krát méně než je tlak na úrovni mořské hladiny na Zemi. Při tlaku 1 miliontiny Torru by však byly pro reakci požadované teploty významně nižší."

Cardiff ale není při tomto hledání jediný. Tým, který vede Mark Berggren z Pioneer Astronautics v Lakewoodu v Coloradu, pracuje na systému, který uvolňuje kyslík vystavením měsíční půdy kysličníku uhelnatému. Při jedné z ukázek uvolnili 15 kg kyslíku ze 100 kg horniny podobající se měsíční, tedy s efektivitou srovnatelnou s Cardiffovou pyrolýzou.

D.L. Grimmett z Pratt & Whitney Rocketdyne v Canoga Park v Kalifornii, pracuje na elektrolýze magmatu. Taví při ní MLS-1 za teploty asi 1.400°C, podobně jako tomu je u magmatu ve vulkánu a pak používá elektrický proud, aby z něj uvolnil kyslík.

A nakonec, NASA a Florida Space Research Institute, prostřednictvím NASA Centennial Challenge, sponzorují MoonROx, tedy Moon Regolith Oxygen competition - soutěž o uvolňování kyslíku z měsíčního regolitu. Cenu ve výši 250.000 USD obdrží tým, který uvolní za 8 hodin nejméně 5 kg dýchatelného kyslíku ze směsi podobné měsíční hornině.

Soutěž končí 1.června 2008, ale výzva pro život na dalších planetách bude přetrvávat po generace. Nemáte náhodou nějaký nápad?