Исследователи начали процесс выявления жидких растворителей, которые потенциально могут быть использованы для извлечения необходимых строительных материалов из пыли лунных и марсианских пород. Эти исследования и разработки являются важной частью обеспечения возможности долгосрочного освоения космоса. Используя машинное обучение и компьютерное моделирование, исследователи из Университета штата Вашингтон определили около полдюжины потенциальных растворителей, которые могли бы добывать на Луне и Марсе материалы, которые можно было бы использовать для 3D-печати.

О работе, проводимой Сумиком Банерджи, доцентом Школы машиностроения и материаловедения Университета штата Вашингтон, было сообщено в Журнале физической химии B.

Мощные растворители, называемые ионными жидкостями, представляют собой соли в жидком состоянии. «Работа по машинному обучению позволила нам спуститься с высоты 20 000 футов до уровня 1 000 футов», — сказал Банерджи. «Мы смогли очень быстро отобрать большое количество ионных жидкостей, а затем смогли с научной точки зрения понять наиболее важные факторы, которые определяют, может ли растворитель растворить материал».

Работа Банерджи финансируется НАСА, которое надеется вернуть людей на Луну, а затем глубже в космос, включая Марс, в рамках своей миссии Артемида. Но чтобы сделать такие долгосрочные миссии возможными, астронавтам придется использовать материалы и ресурсы, найденные во внеземной среде, используя технологию 3D-печати для создания структур, инструментов или деталей из основных элементов, извлеченных из лунного или марсианского грунта.

«Для НАСА использование ресурсов на месте станет важным событием в ближайшие несколько десятилетий», — сказал Банерджи. «В противном случае нам придется переносить с Земли непомерно большое количество материала».

Закупка этих строительных материалов должна осуществляться экологически чистым и энергосберегающим способом. Метод добычи элемента также не может использовать воду, потому что на Луне нет воды.

Исследовательская группа Банерджи уже более десяти лет изучает ионные жидкости для аккумуляторов, и это может быть ответом.

Однако тестирование каждой кандидатной ионной жидкости в лаборатории стоит дорого и отнимает много времени, поэтому исследователи использовали машинное обучение и методы моделирования на атомном уровне, чтобы отсеять сотни тысяч потенциальных ионных жидкостей. Они ищут ионные жидкости, которые могут переваривать лунные и марсианские материалы, извлекать жизненно важные элементы, такие как алюминий, магний и железо, регенерировать себя и, возможно, производить кислород или воду в качестве побочного продукта, чтобы помочь обеспечить жизнеобеспечение.

Определив желательные качества растворителя, исследователи нашли около шести весьма желательных кандидатов. Важными факторами успеха являются размер молекулярных ионов, входящих в состав соли, плотность поверхностного заряда (то есть заряд на единицу площади иона) и подвижность ионов в жидкости.

В другом исследовании исследователи, работающие с исследователями из Университета Колорадо, проверили в лаборатории несколько ионных жидкостей на их способность растворять соединения. Они надеются в конечном итоге построить лабораторный или пилотный реактор и протестировать возможные растворители, используя материалы, полученные с Луны.

Источник составления: ScitechDaily.