Процесс получения кислорода протекает в специальном реакторе, который расплавляет горные породы и при помощи электрического тока разлагает их. Это требует значительных затрат энергии, но позволяет избавиться от необходимости привозить газ с Земли.

 

Электрохимия

 

Группа Дерека Франка, химика из Университета Кембриджа, для создания кислородного генератора использовала свое предыдущее изобретение. Ранее, в 2000 году, ученым удалось создать печь, которая производила из расплавленной массы углекислый газ. Поскольку углекислый газ образуется при дыхании и на космических станциях от него надо, напротив, избавляться, исследователи существенно доработали свое детище.

 

Новый реактор работает по принципу электролиза, пропуская электрический ток через расплавленную массу. Ток разлагает расплав на составляющие компоненты, вырывая ионы кислорода и перенося их к электродам, погруженным в тигель. Происходит все примерно так, как в школьном опыте по разложению воды на кислород и водород, только с поправкой на замену воды раскаленным расплавом.

 

Про рутений

 

Рутений имеет две космические «профессии»: он используется для аэрокосмических жаростойких сплавов и для очистки воды на космических кораблях, выступая в качестве катализатора.

 

Основная сложность, которая подстерегает химиков в подобных случаях, – это то, что химические реакции могут идти прямо на поверхности электродов. В прошлой установке ученых изготовленные из углерода электроды фактически сгорали в ходе работы, реагируя с образовавшимся при электролизе кислородом и выдавая углекислый газ.

 

Чтобы исправить этот недостаток, углеродный электрод заменили на новый, из смеси соединений кальция с титаном и рутением – редким химическим элементом. Такое сочетание позволило добиться стойкости электрода. Как результат рядом с ним стал выделяться уже чистый кислород.

 

Реактор

 

Кстати сказать, высота у изготовленного химиками реактора, – около трех метров, и из 3 т лунного грунта он может произвести тонну кислорода в год. На первый взгляд немного. Однако один человек расходует в сутки меньше килограмма кислорода, а значит, новая установка сделает возможным жизнеобеспечить трех членов экипажа даже без учета восстановления кислорода на протяжении года.

 

Затраты электричества на работу реактора также велики, но неподъемными их не назовешь: около 4,5 кВт. Уже сейчас на Международной космической станции стоят солнечные батареи суммарной мощностью 110 кВт, поэтому такие агрегаты проблемы энергоснабжения в космосе испытывать не будут.

 

Невзятый приз

 

Впрочем, несмотря на успешные испытания (в реактор засыпали имитацию лунного грунта, настоящие образцы для этого слишком ценны), разработка кембриджской группы не смогла выиграть приз в миллион долларов, обещанный NASA. тому, кто при помощи установки адекватных габаритов и энергопотребления сумеет за восемь часов получить из аналога лунных пород 5 кг кислорода.

 

Сможет ли команда взять этот приз после доработки своего детища или ее опередят конкуренты из США, создающие самовозводимый реактор, пока не ясно.