Sercem całego przedsięwzięcia jest projekt o nazwie Carbothermal Reduction Demonstration, w skrócie CaRD. Jego działanie opiera się na procesie karbotermicznej redukcji. W dużym uproszczeniu, skoncentrowane światło słoneczne jest kierowane na symulowany grunt księżycowy, czyli regolit. Temperatura wewnątrz specjalnego reaktora gwałtownie rośnie, powodując reakcję chemiczną. W jej efekcie uwalniany jest tlenek węgla, który następnie można przekształcić w czysty tlen oraz metan – podstawowe składniki paliwa rakietowego.
Czytaj także: Powstanie chińska baza na Księżycu. Start budowy już za kilka lat
Prototyp, który przeszedł zintegrowane testy, to efekt współpracy kilku ośrodków NASA. Reaktor opracowała firma Sierra Space, podczas gdy koncentrator słoneczny pochodzi z Glenn Research Center. Za precyzyjne ogniskowanie światła odpowiadają lustra od Composite Mirror Applications. Cały proces jest natomiast nieustannie monitorowany przez systemy awioniki i analizy gazów z Kennedy Space Center, które potwierdziły wydajną produkcję tlenku węgla. Nad koordynacją prac i inżynierią systemową czuwało natomiast Johnson Space Center.
Ekonomia misji kosmicznych staje na głowie
Prawdziwa wartość tej technologii ujawnia się, gdy spojrzy się na koszty. Transport każdego kilograma ładunku z Ziemi na Księżyc to ogromny wydatek. Paliwo rakietowe jest pod tym względem szczególnie kłopotliwe, ponieważ jest ciężkie i wymaga specjalnych zbiorników. Gdyby udało się je produkować na miejscu, wykorzystując lokalne, niemal nieograniczone zasoby – regolit i energię słoneczną – koszt utrzymania stałej bazy księżycowej spadłby radykalnie.
To podejście nazywane jest wykorzystaniem zasobów in-situ i stanowi klucz do długoterminowej, ekonomicznie uzasadnionej obecności człowieka poza Ziemią. Zamiast być całkowicie zależną od dostaw z maczystej planety, baza księżycowa mogłaby w znacznej mierze stać się samowystarczalna. Mówimy tu oczywiście o perspektywie długoterminowej, ale kierunek jest wyraźnie wytyczony.
Jeden system, dwie planety
Co ciekawe, inżynierowie myślą już krok dalej. Rdzeń technologii opracowanej w ramach CaRD ma być uniwersalny. Te same systemy, które na Księżycu przetwarzają regolit, po pewnych modyfikacjach mogłyby pracować w atmosferze Marsa. Tam zamiast gruntu źródłem surowca byłby dwutlenek węgla, z którego również można byłoby pozyskiwać tlen i metan.
To bardzo pragmatyczne podejście. Inwestycja w jeden system, który mógłby posłużyć zarówno do eksploracji Księżyca, jak i Czerwonej Planety, ma ogromny sens z punktu widzenia kosztów i efektywności rozwoju technologii kosmicznych.
Droga przed nami jest jeszcze daleka
Nietrudno o entuzjazm, ale warto zachować zdrowy rozsądek. Pomyślne testy w warunkach laboratoryjnych to dopiero pierwszy, choć niezwykle ważny krok. Przed inżynierami stoi teraz trudne zadanie miniaturyzacji całego systemu, przystosowania go do ekstremalnych warunków księżycowych – w tym próżni i ogromnych wahań temperatur – oraz przetestowania w praktyce. Nie wiadomo też jeszcze, jaką dokładnie wydajność uda się osiągnąć w prawdziwym środowisku.
Czytaj także: Lunar Lantern, czyli jak NASA zamierza kolonizować Księżyc
Mimo tych wyzwań, przesłanie jest jasne. Era eksploracji kosmosu, w której wszystko musimy zabrać ze sobą z Ziemi, powoli dobiega końca. NASA udowodniła, że technicznie możliwe jest „żywiąc się” tym, co znajdziemy na miejscu. Teraz pozostaje pytanie, jak szybko uda się tę wizję przekształcić w standardową procedurę przyszłych misji.
