月球尘埃可能污染月球探险者的水源
水净化在地球上是一项大生意。各大公司提供从海水淡化到提供适合饮用水的pH值等各种服务。但在月球上,没有类似的技术基础设施来支持试图在那里建立永久基地的宇航员。而且有一种特殊的物质会让水净化变得更加困难——月球尘埃。
我们已经多次报道过月球风化层造成的健康问题,所以显然你不会想喝它。更重要的是,磨蚀性粉尘会导致密封件出现问题,例如电解器中用于利用现场水资源制造火箭燃料的密封件。它甚至会对水净化设备本身产生不利影响。
不幸的是,这种污染是不可避免的。月球尘埃的黏性太强,而且带静电,无法与回收或净化水的机器完全隔离。因此,德国航天中心的一组研究人员决定测试一下,如果故意溶解月球风化层,会发生什么。
简短的回答是,不出所料,没有什么好处。溶解的月球风化层导致pH值、浊度和铝浓度均超过世界卫生组织的安全饮用水标准。即使在较短的暴露时间(2分钟)和静态pH值下也会发生这种情况,因为他们在部分实验中使用了5.5pH缓冲液。
他们没有在这些实验中使用真正的月球尘埃,而是使用了一种模拟物,该模拟物模仿了阿波罗16号任务期间带回的风化层。它模仿了被认为与阿尔特弥斯着陆点最相似的风化层。除了pH值变化和暴露时间(最长为72小时)外,作者还改变了系统中溶解氧的量和模拟物的颗粒大小。
无论使用哪种控制变量组合,每次测试都会出现负面结果。最终,这意味着工程师必须设计一个系统来过滤这些沉积物中的水,然后才能将其回收到整个水系统中。
研究人员在《空间技术前沿》杂志上发表的这篇论文探讨了该水净化系统的一些潜在解决方案。每一项被违反的限制都需要其净化方法。在作者看来,降低浊度是首要要求。为此,他们建议进行标准过滤或让灰尘颗粒沉淀下来。
除铝是下一个重要问题,另一项实验表明,在月球土壤中生长的植物显示出铝中毒的迹象。其他离子,包括钙、铁和锰,也需要去除,因为它们在某些测试批次中(但不是全部)超过了可接受的水平。去除这些离子需要反渗透过程或离子交换。离子去除对于功能齐全的电解器系统也至关重要。
作者似乎最终想要一个平台来测试和验证未来月球探测任务的水净化过程。鉴于他们的实验结果,毫无疑问,未来还会有几轮测试和大量的技术开发来解决这些技术挑战。最终,宇航员将不得不在月球上喝水——而且不会只喝来自地球的瓶子里的水。
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