Создание постоянной лунной базы является приоритетом для нескольких космических миссий, включая программу НАСА «Артемида». Но для того, чтобы этот проект увенчался успехом, ему нужна вода.

Загрязнение воды является одной из самых серьезных проблем для здоровья на Земле, и для исследователей космоса это не станет исключением. Находитесь ли вы на Международной космической станции, на шаттле или на Луне, вам нужна чистая, безопасная питьевая вода. Для исследования Луны, которое стало приоритетом для НАСА, это может быть очень сложно.

Исследователям Луны придется полагаться на запасы льда, который, к счастью, имеется на Луне. Им понадобится система очистки, которая очищает лед и делает его безопасным для питья, но даже в этом случае проблема еще не решена. Лунную пыль, известную как реголит, будет очень трудно не допустить в систему.

Лунная пыль покрывает всю поверхность Луны, причем около 20% основного реголита состоит из частиц размером менее 20 микрометров. Эта пыль может загрязнять водные системы разными способами, в том числе посредством очистки загрязненных пылью скафандров и работы оборудования для извлечения воды на поверхности Луны. Мелкие частицы могут засорить инструменты и трубы, снизить эффективность уплотнений и отрицательно повлиять на системы рекуперации воды.

Лунная пыль и вода

У нас есть довольно хорошее представление о том, что такое реголит и как он выглядит, благодаря миссиям Аполлона, которые привезли несколько образцов. Он абразивный и имеет электростатический заряд, поэтому «прилипает» к механизмам и уплотнениям. Группа исследователей из Немецкого аэрокосмического центра (DLR) хотела посмотреть, что произойдет, если реголит попадет в питьевую систему.

Они не использовали реголит напрямую (потому что его так мало), а скорее использовали заменитель, смоделированный на основе образцов, доставленных из миссий Аполлона. Считается, что это очень похоже на пыль, обнаруженную в районах, где приземлятся миссии «Артемида». Они растворяли различные количества этого вещества в воде и тестировали различное время воздействия — от нескольких минут до 72 часов. Они также протестировали несколько размеров частиц и различные уровни растворенного кислорода.

Во всех смоделированных сценариях реголит делал воду небезопасной для питья. Уровень pH, мутность и концентрация алюминия превысили стандарты Всемирной организации здравоохранения для безопасной питьевой воды. Другими словами, если лунная пыль попадет в систему питья, то пить ее будет небезопасно. Это говорит о том, что лунные системы фильтрации воды должны быть абсолютно надежными и удалять всю пыль вокруг.

Авторы предполагают, что снижение мутности будет первым требованием. Эту проблему было бы относительно легко решить, поскольку это можно было бы сделать с помощью простой механической фильтрации (или просто позволяя частицам оседать). Затем самой важной частью будет удаление алюминия. Это было бы сложнее.

Это не первый случай, когда алюминий становится загрязнителем во время лунных миссий: растения, выращенные на лунном грунте, также проявляют признаки токсичности. Чтобы удалить его из воды, самый простой метод, вероятно, будет включать процесс обратного осмоса или ионный обмен. Дополнительные ионы, такие как кальций или железо, также обнаруживались в некоторых образцах (но не во всех) выше безопасного уровня.

Суть в том, что у нас есть способы очистки воды от этих загрязнений, но нам необходимо учитывать это при любой долгосрочной миссии на Луну.

В настоящее время исследователи работают над различными сценариями, а также над потенциальными решениями проблемы загрязнения реголита. По мере того, как космические агентства приближаются к установлению постоянного присутствия на Луне, понимание и смягчение загрязнения лунной пылью будут иметь жизненно важное значение для обеспечения здоровья и безопасности астронавтов и успеха лунных миссий.

В конечном итоге астронавтам на Луне понадобится пить воду, а принести ее из дома они не смогут. Без надежной системы фильтрации воды проект «Артемида» (и любая программа лунной базы) не сможет добиться успеха.