Opciones para fabricar combustible para cohetes utilizando los recursos naturales de la Luna

Con base en lo que se sabe sobre la química de la superficie lunar a través de la detección remota y la exploración de la superficie, ¿qué ingredientes crudos es probable que estén disponibles que puedan usarse para fabricar combustible para cohetes?

Si hay hielo de agua en cráteres profundos cerca de los polos de la Luna, se puede generar hidrógeno líquido y oxígeno a partir del agua que necesita mucha energía. Pero para obtener un combustible hipergólico almacenable como la hidracina y el tetróxido de nitrógeno, también necesita nitrógeno.

Respuestas (3)

Hay una serie de combustibles para cohetes que se pueden fabricar a partir de roca lunar, discutidos con cierta profundidad en esta respuesta y los documentos vinculados. El aluminio y el oxígeno líquido parecen ser quizás los principales contendientes. Ninguno es tan bueno en varios aspectos como los combustibles "normales" como el queroseno y el oxígeno líquido, y existen algunos problemas de ingeniería, pero son posibles.

Hay evidencia reciente de agua (probablemente en forma de rocas un poco menos secas, pero aún completamente congeladas) en el polo sur de la luna, donde hay cráteres en sombra permanente. Si eso se puede extraer, entonces se pueden preparar hidrógeno líquido y oxígeno líquido.

El aluminio fabricado en partículas de tamaño nanométrico se puede mezclar con hielo de agua para hacer un combustible llamado ALICE. La NASA ya ha volado un pequeño cohete utilizando ALICE.

Entrada de Wikipedia de combustible ALICE

Otra opción es usar agua pura con un motor nuclear calentándola a una temperatura extremadamente alta. Esto funcionaría para saltos de punto a punto o viajes desde la superficie lunar a la órbita y viceversa. Tiene un ISP más bajo que un combustible líquido de oxígeno/hidrógeno, pero evita la necesidad de procesamiento, almacenamiento y transporte criogénicos en la luna.

En ese punto, es menos "combustible para cohetes" y más "masa de reacción"... pedante, lo sé

El regolito lunar contiene más del 40 % en peso de oxígeno, pero el resto de los metales y el silicio no son muy adecuados para fabricar combustible. Hay muy, muy poco carbono o hidrógeno, menos del 1%. Sin encontrar agua no es posible preparar un buen combustible.

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La ubicuidad y abundancia de oxígeno en rocas y suelos en el espacio (42-45% por peso en muestras lunares) incita a científicos e ingenieros a idear las técnicas más eficientes para extraerlo.

Fuente de la tabla .

Liberar el oxígeno de la luna: llevar una cierta cantidad de hidrógeno a la luna, reducir los óxidos de hierro del regolito , pasar el vapor de agua resultante por un condensador y una celda de electrólisis. De esta manera, haces correr el hidrógeno en un círculo y produce oxígeno a partir del suelo lunar. Sin embargo, necesita mucha energía y algo de equipo.
@DohnJoe El hierro caliente reduce el vapor de agua a hidrógeno, así es como Lavoisier descubrió el hidrógeno. Pero, ¿el hidrógeno reduce los óxidos de hierro calientes a hierro sin dividir nuevamente el agua resultante?
Si hace fluir hidrógeno caliente a través de un lecho de óxidos de hierro calientes, una corriente de vapor de agua saldrá de su recipiente de reacción. Por supuesto, debe eliminar el vapor del gas de hidrógeno antes de que el gas ingrese nuevamente al reactor. Los óxidos de hierro pueden ser reducidos por hidrógeno, o por monóxido de carbono, cuando aún está sólido, por eso a este proceso se le llama reducción directa de hierro. La termólisis del agua ocurre a temperaturas muy altas.
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