На каком топливе летают ракеты: Для гиперзвуковых крылатых ракет в России создано принципиально новое топливо |

Содержание

На чем летают «Тополя» / Вооружения / Независимая газета

Есть в российской оборонке предприятия, о которых практически невозможно прочитать в открытой печати. Но без них самые знаменитые ракетные системы – «Тополь-М», «Булава», «Тайфун», «Искандер», «Печора», С-200, да и многие другие – просто не смогли бы существовать. Одно из таких предприятий – Федеральный центр двойных технологий (ФЦДТ) «Союз». Именно здесь создаются твердые ракетные топлива и уникальные артиллерийские пороха, проектируются и отрабатываются энергетические установки для ракетных комплексов самого разного назначения. Не только боевых, но и космических систем – в частности, «Протон», «Молния», «Зенит» и «Морской старт». Также выпускаются «Союзом» установки прямого преобразования энергий, разрабатываются высокоэффективные технологии двойного назначения, в том числе и для медицины.

УНИКАЛЬНАЯ ПРОДУКЦИЯ

«Союз» ведет свою историю с 1947 года. Будущий ФЦДТ был создан на базе опытно-исследовательского завода № 512, расположенного под стенами Николо-Угрешского монастыря, что в подмосковном Дзержинске. Советская власть сначала превратила монашескую обитель в коммуну для беспризорников, а затем – в колонию для малолетних преступников. В Великую Отечественную войну тут выпускались пороховые заряды для легендарных «катюш», а после размещалось Особое техническое бюро (ОТБ), куда собрали ученых-химиков, заложивших основу современной «твердотопливной» науки. ОТБ вскоре преобразовали в НИИ-125, а в 1975 году – в Люберецкое научно-производственное объединение «Союз». С 1994 года, после посещения предприятия первым президентом России, когда выяснилось, что кроме уникальных ракетных топлив здесь делают и уникальные образцы гражданской продукции, НПО стал Федеральным центром двойных технологий «Союз».

За прошедшие 60 лет на предприятии создано более 50 номенклатур смесевых твердых ракетных топлив, в том числе высоконаполненных, содержащих в своем составе взрывчатые вещества и высокодисперсные компоненты, скорость горения которых может регулироваться от долей миллиметра до нескольких десятков миллиметров в секунду, с низкой и высокой зависимостью скорости горения от давления, высокоэнергетического и высокоплотного, с низкой температурой горения и с экологически чистыми продуктами сгорания. Разработано свыше 30 рецептур баллиститных ракетных топлив (баллиститы – нитроглицериновые бездымные пороха). Беспламенных и бездымных, быстро и медленно горящих. Стойких к действию ионизирующего излучения и факторов космического пространства. Плазменных с высокой электропроводностью и других.

Твердые топлива – это многокомпонентные энергетические системы, представляющие собой высоконаполненную термореактивную или термопластическую полимерную композицию, содержащую до 50 разнообразных компонентов. В их числе горючее, окислители, катализаторы и ингибиторы горения, стабилизаторы химической стойкости, технологические добавки и целый ряд других структур, включая и термолабильные, и химически не совместимые между собой. Но при этом обеспечивается требуемая пожаро- и взрывобезопасность топлив и систем на их основе.

Если перевести эту информацию на обычный язык, то станет ясно, что в твердотопливных зарядах ракетных двигателей «Союза» заключены несовместимые в обычной жизни взрывчатые вещества, которые расположены там каким-то невообразимым образом. .. И в результате могут безопасно храниться в корпусе ракеты несколько десятков лет без дополнительного обслуживания и проверок. Но при этом в случае необходимости они готовы создать ракете столь высокие энергетические мощности, которые позволят доставить самый увесистый «груз» в заданную точку планеты в самое кратчайшее время. Например, ракеты комплекса «Тайфун», которыми пока еще вооружены отечественные атомные подводные лодки стратегического назначения, до сих пор имеют твердотопливный заряд, разработанный «Союзом», превышающий по уровню энергетики все мировые аналоги. Даже по сравнению с американскими «Трайдентами».

Как это достигается – очень большой секрет. Только для «Тополя-М» в ФЦДТ «Союз» было создано 17 твердотопливных зарядов, в том числе для всех маршевых ступеней и уникального двигателя с регулируемой тягой. Подобная работа была проделана и для морской «Булавы».

ТОПЛИВА ДЛЯ НЕПОБЕДИМОГО

В целом ФЦДТ «Союз» разработано и сдано в эксплуатацию около 500 номенклатур твердотопливных зарядов, в том числе свыше 150 зарядов и корпусов маршевых и специальных двигателей для стратегических ракетных комплексов шахтного и мобильного базирования РВСН и ВМФ. В числе таких систем недавно ликвидированные ракеты БЖРК 15Ж60 и их шахтный «собрат» 15Ж61, уже упомянутый комплекс «Тайфун», уничтоженные по Договору РСМД комплексы «Темп-С» и «Пионер», продолжающие существовать сегодня и развиваться все виды «Тополей».

ФЦДТ «Союз» отработал заряды для тактических и оперативно-тактических ракет Сухопутных войск «Луна» и «Луна-М», «Точка» и «Точка-У», «Ока» и «Искандер», активно-реактивных снарядов для артиллерийских установок «Б-4М», «Пион», «Гиацинт», «2С3М», высокоточных артиллерийских и минометных систем «Смельчак», «Сантиметр», «Китолов», «Краснополь», для ПТУРов «Малютка», «Штурм», «Атака», «Хризантема», реактивных систем залпового огня «Град», «Ураган» и «Смерч».

Для войск ПВО здесь созданы заряды к ЗРК «Печора» и «Печора-2», «Куб», «Шторм», уже упомянутые С-200, «Волга». Для ВМФ заряды к 35 ракетным системам, в том числе «Удав», «Ливень», «Гранит», «Малахит», «Базальт» и многим другим. Не остались в стороне и ВВС. Для них разработаны заряды к 35 ракетным системам. К Х-59, РС-2У, К-98, к авиационной бомбе «БЕТАБ-500» и прочим комплексам. Нет возможности перечислить другие системы и комплексы. Главный вывод – нет такого вида и рода войск, в системах вооружения которых не использованы твердые топлива и заряды разработки ФЦДТ «Союз».

Необходимо отметить, что «Союз» сотрудничает со всеми ведущими отечественными организациями генеральных и главных конструкторов, занимающихся высокоэнергетическими твердотопливными ракетными комплексами. В частности, знаменитый конструктор 18 видов боевой техники, создавший «Оку» и заложивший основы нынешнего «Искандера», Сергей Павлович Непобедимый отмечал, что именно высокоэнергетические топлива ФЦДТ «Союз» позволили его ракетным системам приобрести те уникальные боевые свойства, которые сделали их лучшими в мире.

Но, рассказывая о твердотопливных зарядах для ракет и снарядов, нельзя не упомянуть об уникальных изделиях общегражданского назначения, которые тоже созданы в «Союзе». Здесь, к примеру, на основе малопламенных порохов и баллиститных топлив для авиационных двигателей разработаны аэрозолеобразующие составы, обеспечивающие самый эффективный из известных ныне объемных способов тушения пожаров, в том числе и для применения в нефтяной и газовой промышленности, на транспорте, да и в быту тоже. Нужно сказать и о принципиально новом направлении в импульсной электроэнергетике – созданном здесь совместно с Институтом атомной энергии и рядом других промышленных организаций МГД-генераторе на твердом плазменном топливе мощностью 550 мегаватт в одном импульсе. С его помощью можно исследовать строение земной коры, вести разведку нефтегазовых месторождений, в том числе и на морском шельфе, и даже предупреждать землетрясения, воздействуя на их нарождающийся очаг┘

Таким организациям, соединяющим в себе уникальные военные технологии для производства вооружений и технологии для создания крайне необходимых внутреннему и международному рынку высокоинтеллектуальных инновационных технических средств, видимо, и принадлежит будущее российской оборонки. Первые 60 лет Федерального центра двойных технологий «Союз» это наглядно доказывают. Юрий Милёхин, генеральный директор ФЦДТ «Союз», резюмирует: «Главное здесь, как и в нашей работе, соблюсти гармонию пропорций и ингредиентов, чтобы не пострадали безопасность и обороноспособность страны».

виды жидкого топлива, геометрические размеры, транспортировка / Хабр

В третьей части «Незаметных сложностей ракетной техники» я бы хотел рассказать о ещё не охваченных в первой и второй частях проблемах, которые требуют решения. Эта статья посвящена развитию темы различных ограничений, которые приводят к инженерно неоптимальным решениям.

Виды жидкого топлива

После начальных экспериментов, когда ракеты летали на этиловом спирте, азотной кислоте, скипидаре и прочих веселых веществах, самыми распространенными стали три пары ракетного топлива: кислород/керосин, кислород/водород, несимметричный диметилгидразин/азотный тетраксид. 3. УИ чуть ниже кислорода/керосина, очень высокая плотность, кипит при плюсовой температуре, самовоспламеняется при смешении компонентов, вроде бы мечта, а не топливо. Одна беда, НДМГ — жуткий яд. Высший класс токсичности по NFPA 704, мутаген, тератоген, канцероген. АТ тоже не подарок, но на класс опасности ниже, ядовит примерно как хлор, и растения после него хорошо растут — азотистое удобрение. К небольшим недостаткам этой топливной пары можно отнести коррозию материалов (но с этим можно бороться) и более высокую стоимость, чем у пары кислород/керосин. На ней летают «Протон», «Великий поход» китайцев и GSLV индусов. Летали «Титаны» американцев и «Ариан» европейцев, но в ракетах-носителях он постепенно будет сходить на нет. Опасность разлива сотен тонн компонентов при аварии и необходимость дезактивации участка падения отработанной ступени делает бесперспективным использование этой пары в ракетах-носителях. Но она используется в разгонных блоках и двигательных установках спутников, потому что может долго и без проблем храниться в полёте.

Геометрические размеры ступени, транспортировка

С точки зрения геометрии, максимальный объем при фиксированной площади достигается для шара. И аэродинамическое сопротивление и полная поверхность цилиндра пропорциональны квадрату радиуса, поэтому ракеты должны были бы быть достаточно невысокими и широкими. Однако, в реальности, ракеты очень тонкие и высокие. Дело в том, что увеличение диаметра увеличивает сложность изготовления и транспортировки ступени. У меня была гипотеза, что мера сложности работы со ступенью обратно пропорциональна квадрату радиуса. Я собрал данные о пусках ракет за последние двадцать лет (много пусков даст статистическую базу, а не очень большой временной диапазон не приведет к ошибке из-за изменения технологий) и построил график количества пусков в зависимости от наибольшего диаметра ступени (самого широкого бака). Что интересно, гипотеза подтвердилась:

Ещё можно вспомнить байку о том, как ширина двух древнеримских лошадей привела к ограничению полезной нагрузки «Спейс Шаттла». Это, конечно, байка, и даже отдел стандартизации NASA потрудился её опровергнуть, но общий принцип верен — задача транспортировки ставит большие проблемы для разработки ракет-носителей.

Расчеты

Я сделал документ в Google Docs. Можно посмотреть размеры ступени в зависимости от желаемой характеристической скорости, топлива и диаметра. Надеюсь, Google позволит вам скопировать данные в свой документ, чтобы поиграться с параметрами. Установленные параметры настроены на что-то похожее на универсальный блок «Дельты-IV». Обратите внимание на гораздо более высокую, чем реальная, характеристическую скорость. В реальности ещё есть потери на сопротивление воздуха, гравитацию, двигатель выдаёт меньший импульс у Земли из-за атмосферного давления и т.п.

Во втором листе документа есть данные по пускам ракет за последние двадцать лет и диаметру наибольшего бака, а также график по собранным данным.
Открыть документ

Кто как может

США повезло не только с широтой. Их космодром находится на берегу моря, и не составляет проблем привезти ступени на корабле или барже:

Слева баржа для транспортировки внешнего топливного бака «Спейс-Шаттла», по центру перевозка от причала в здание вертикальной сборки, справа транспорт «Дельта Маринер» перевозит ступени РН «Дельта-IV» и «Атлас- V»

Поэтому американцы могли возить ступени «Сатурна-V» диаметром 10,1 м и внешние топливные баки шаттлов восьмиметрового диаметра.

У европейцев космодром Куру тоже находится у самого берега, что опять позволяет использовать большие ступени — 5,4 м у «Ариан-5»:

Ну а у нас ситуация гораздо сложнее. Первую ступень Н-1 диаметром 17 метров сваривали уже на Байконуре, центральный блок «Энергии» возили на самолёте. Диаметр «Протона» фактически 4,1 м, боковые баки первой ступени присоединяются уже при сборке ракеты на Байконуре. И, по слухам в Интернете, при транспортировке блоков ракеты приходится перекрывать встречное движение по железной дороге. Вот он — тайный враг отечественной космонавтики — железнодорожный габарит:

Уже на вагонах «Ангары» с диаметром 2,9 м ясно виден индекс негабаритности — по ширине он почти предельный (5 из 6):

Железнодорожный транспорт для нас пока остается единственно доступным. Возить на самолёте дорого, да и ограничение размера присутствует. Новые специальные самолёты будут стоить сильно дороже. Собирать на месте очень дорого — надо новый завод строить. По рекам транспортировать тоже не получается — будут нужны специальные баржи для рек и корабли для движения по Северному морскому пути. Учитывая, что сейчас в «Роскосмосе» есть некоторое шевеление по поводу разработки сверхтяжелой ракеты, становится очень любопытно, какие геометрические параметры там выберут, и как её будут транспортировать?

Компоновка

Времена, когда денег в космос вливали много, и можно было строить такой инженерно-красивый «Сатурн-V», увы прошли. Теперь во всем мире мода на «летающие заборы» из универсальных модулей, которые должны быть удобными и дешевыми:

Слева направо: «Дельта-IV», «Атлас-V», «Фалкон-9», «Ангара»

При массовом производстве такие УРМ должны получаться дешевыми. Есть любопытный ролик, пусть и несколько из будущего, потому что в нём используется сварка трением, которую пока не освоили:

Кстати, сравните с предыдущим видео, построенный цех вполне узнаваем. Ещё на цех и оборудование можно посмотреть тут и тут.

Стартовые сооружения

Меня очень занимал вопрос, чем была вызвана такая странная компоновка у «Ангары» версии 1995 года?

Не нужно думать, что эту схему делали дилетанты или «враги народа». Представьте, что на дворе первая половина девяностых. На Байконуре раздрай, Казахстан, ставший независимым, может устроить проблемы с использованием космодрома. «Протон» надо чем-то заменять. Но денег у государства ни на что нет, и масштабные проекты однозначно не получатся. А на космодроме «Плесецк» есть почти достроенный старт для РН «Зенит». «Зенит» выводит на орбиту почти четырнадцать тонн. Если сделать новую ракету в размерности «Зенита», привесив дополнительные баки, то полезную нагрузку можно увеличить. Так и появилась эта странная конструкция.

Этот же фактор уже готового стартового сооружения пророчит хорошее будущее «Союзу-2.1в». Старты для обычных «Союзов» есть на Байконуре, Плесецке, Куру (но туда вряд ли пустят — конкуренция «Веге»), строится старт на «Восточном».

Кстати, идею параллельного расположения баков реализовали ещё в «Протоне». На первой ступени стоит один бак окислителя диаметром 4,1 м. и шесть баков горючего, на которых стоят двигатели. Получилось даже изящно — на дно бака окислителя выведены коммуникации, что сделало ненужной отдельную кабель-мачту. А первая ступень стала заметно короче, что полезно для уменьшения изгибающих нагрузок и упрощает работу с ракетой в целом. Что любопытно, эту идею и сейчас не хотят забывать — вот, например, картинка неких эскизов из доклада от ноября 2013 года:

вторая слева ракета — параллельно расположенные баки на первой ступени, третья слева — боковые и центральный баки для разных компонентов

Деньги

Это ограничение фактически разлито по всем остальным, потому что любое инженерное решение имеет свою цену. Для наглядности — некрасивые ракеты на КДПВ в большинстве своем стали такими некрасивыми из-за того, что использовались уже готовые блоки разных диаметров, и увеличение диаметра спутников привело к необходимости создания надкалиберных обтекателей.

Первая слева ракета — «Тор — Эйбл». На уже существующую баллистическую ракету «Тор» поставили ступень «Эйбл», которую сделали для ракеты «Авангард».

Вторая — «Таурус». Под ступени ракеты «Пегас» воздушного старта поставили ступень с МБР «MX»

Третья — «Ариан-4». К сожалению, прямых предков я не нашёл, откуда она такая некрасивая появилась — неясно.

Четвертая — «Ариан-6». Переход на новые твердотопливные блоки, а верхняя ступень остается с «Ариан-5», поэтому она большего диаметра.

Пятая — «Ангара» версии 1995 года. О ней я уже говорил.

P.S. Из четырех последних статей две были написаны фактически по вашим заявкам. У меня есть список интересных тем, по которым можно сделать статьи, и он ещё далеко не исчерпан, но мне хочется узнать — есть ли какие-то темы, на которые вы хотели бы прочитать научно-популярную статью о космонавтике? Предлагайте свои пожелания в комментариях, если они меня заинтересуют, то я их поставлю в свою очередь статей.

Как жидкое ракетное топливо помогает заправлять космические корабли — Блог Air-source

Космические путешествия пробуждают любопытство, приключения и волнение, когда люди наблюдают за запуском космического корабля на орбиту. Обратный отсчет заставляет ваше сердце биться быстрее, а затем вы видите порыв огня и пара, когда корабль начинает подниматься вверх. Когда дело доходит до запуска космического корабля, ракетное топливо играет огромную роль.

Ракетное топливо и ракетное топливо часто используются взаимозаменяемо, но между ними есть небольшая разница. Ракетное топливо можно рассматривать как физическое вещество, используемое для заправки ракеты или космического корабля, в то время как ракетное топливо использует это топливо вместе с окислителем для питания всего космического корабля.

Ракетное топливо — это то, что заставляет космический корабль двигаться вверх. Двигатели, которые используются в космических кораблях, создают тягу, используя топливо для создания химической реакции с образованием очень горячих газов. Затем этот газ расширяется и выбрасывается с очень высокой скоростью через концевое сопло в нижней части корабля, где вы видите, как гаснет огонь.

Когда речь идет о применении промышленных газов, используемых в ракетном топливе, в качестве ракетного топлива можно использовать водород и кислород. В настоящее время существует несколько различных типов ракетного топлива, используемых в зависимости от типа используемых двигателей. Сегодня мы узнаем о том, как водород и кислород используются в ракетном топливе.

Водород

При питании главных двигателей космического корабля ракетным топливом, скорее всего, будет жидкое топливо, которое обычно состоит из жидкого кислорода и жидкого водорода. Роль, которую играет водород в этом случае, заключается в качестве источника топлива.

Причина, по которой водород должен быть в жидкой форме, заключается в космосе. Если бы водород хранился в виде газа на космическом корабле, потребовался бы резервуар большего размера. Как самый легкий элемент, водород идеально подходит для использования в качестве источника топлива, что делает корабль максимально легким.

Кислород

Кислород играет роль окислителя в ракетном топливе. Кислород необходим в процессах горения, таких как сжигание топлива. Кислород помогает сжечь топливо, чтобы запустить космический корабль. Мы знаем, что кислород является наиболее распространенным окислителем, используемым в других областях. Как третий по распространенности газ на Земле, кислород является отличным источником для использования в качестве окислителя.

3, 2, 1… Взрыв!

Как правило, космический корабль использует два типа ракетного топлива: жидкое топливо и твердое топливо.

Ранее мы говорили, что главные двигатели будут работать на жидком топливе. Так для чего же используется твердое топливо? Ну, он используется для питания бустеров. Ускорители необходимы для запуска космического корабля за пределы орбиты Земли.

Ускорители первыми включаются при запуске. Когда космический корабль запускается, ракеты-носители выводятся на орбиту, а затем основные двигатели запускаются на жидком топливе, чтобы он продолжал полет в космос.

Во время обратного отсчета космического корабля, когда наступает время взлета, жидкий кислород и водород выбрасываются в камеру для каждого двигателя. Затем ракетное топливо воспламеняется в результате реакции смеси кислорода и водорода.

Вместе они сгорают и создают воду, которая затем создает много энергии и пара. Пар — это «дымное» вещество, которое вы видите, когда космический корабль взлетает. Этот пар, который создается, также помогает оттолкнуть космический корабль от земли.

Реакция, создаваемая водородом и кислородом, имеет самый высокий «импульс». Импульс — это количество тяги, которое создается при сгорании топлива. Таким образом, чем выше импульс, тем больший толчок аппарат оторвется от земли. Это делает жидкое ракетное топливо очень эффективным и экологически безопасным.

Орел приземлился

Когда вы думаете о космическом путешествии, промышленные газы — это не первая мысль, которая может прийти вам в голову, но это важный компонент, используемый в ракетном топливе и ракетном топливе.

Жидкий водород и кислород служат топливом для космических кораблей и ракет со времен программы НАСА «Аполлон» и по-прежнему помогают делать космические путешествия возможными. Как чистое решение, водород имеет большой потенциал для топлива не только космических кораблей.

Независимо от того, работаете ли вы в космической отрасли или в совершенно другой отрасли, у нас есть множество промышленных газов и специальных газовых смесей для ваших нужд. Пожалуйста, позвоните нам по телефону (562) 426-4017, если у вас есть конкретные вопросы, или заполните нашу онлайн-форму для расчета стоимости!

Источники:
http://www.braeunig.us/space/propel.htm
https://nineplanets.org/questions/what-is-rocket-fuel-made-of/
https:// blogs. nasa.gov/Rocketology/tag/liquid-oxygen/
https://wha-international.com/will-hydrogen-power-the-future-of-aerospace/

Лунная пыль может быть использована для производства ракетного топлива

НОВОСТИ

Автор Джеймс Эшворт

Впервые опубликовано 5 мая 2022 года

Лунная пыль может стать основой будущих космических полетов.

Новое исследование показало, что лунная пыль может быть использована для создания кислорода, водорода и даже ракетного топлива, которые могут помочь людям в исследованиях Марса и не только.

Будущее топливо для космических полетов может быть прямо над нашими головами.

Китайские ученые показали, что лунная пыль может быть использована для производства топлива для космических кораблей в открытом космосе. Это может удешевить исследование космоса и снизить нагрузку на ресурсы Земли, поскольку страны и предприятия во всем мире готовятся к следующей эре пилотируемых космических полетов.

Профессор Инфан Яо, ведущий автор исследования, говорит: «В ближайшем будущем мы увидим быстрое развитие индустрии пилотируемых космических полетов.

‘Подобно «Веку парусного спорта» в 1600-х годах, когда сотни кораблей направлялись в море, мы вступим в «Век космоса». Но если мы хотим провести масштабное исследование внеземного мира, нам нужно будет подумать о способах уменьшения полезной нагрузки.

‘Это будет означать, что нужно полагаться на как можно меньше поставок с Земли и вместо этого использовать внеземные ресурсы.’

Результаты исследования были опубликованы в журнале Joule.

Многоразовые космические корабли помогут сократить потребность в ресурсах для исследования космоса. Изображение © NASA, лицензия Public Domain через Wikimedia Commons.

Что не так с существующим ракетным топливом?

Самая ресурсоемкая часть космического путешествия приходится на самые ранние этапы миссии — запуск космического корабля с земли. Объект должен двигаться быстрее, чем скорость убегания Земли, около 11,2 километра в секунду, чтобы избежать гравитационного притяжения даже без учета сопротивления воздуха.

Для достижения космической скорости требуется большая тяга, поэтому большую часть веса космического корабля составляет его топливо. Например, ракета «Сатурн-5», которая впервые доставила людей на Луну, до запуска весила чуть менее трех миллионов килограммов, или примерно 400 слонов.

Более 90 % этого веса составляло только топливо, поэтому полезной нагрузке оставалось всего 43 000 кг, чтобы достичь орбиты Луны.

Одной из распространенных комбинаций ракетного топлива, часто используемой на верхних ступенях, является жидкий водород и кислород. Поскольку эти элементы являются одними из самых распространенных во Вселенной, поиск способов их получения в космосе будет означать, что меньшие количества необходимо будет выводить на орбиту.

Поскольку наиболее распространенным топливом для первой ступени ракеты является RP-1, усовершенствованная форма керосина из ископаемого топлива, сокращение этого лишнего веса может сократить выбросы углекислого газа на сотни тонн при каждом запуске наряду с разработкой многоразовых ракет-носителей.

Поскольку в ближайшие десятилетия Луна станет центром международных космических исследований, использование ее пыли может стать одним из способов воплотить эту мечту в жизнь.

Что такое лунная пыль и как из нее можно сделать ракетное топливо?

Лунная пыль — это мельчайшая часть каменистых обломков, покрывающих поверхность Луны, которые в совокупности известны как лунный реголит. В то время как глубина реголита может достигать 10 метров, верхние несколько миллиметров подвергаются воздействию радиации и ударов микрометеоритов, которые превращают его в мелкий порошок.

В отличие от земной пыли, которая состоит из смеси почвы, мертвых организмов и других микроскопических частиц, лунная пыль состоит из различных порошкообразных минералов и стекла. В атмосфере Луны с низкой гравитацией он может даже накапливать статический заряд, который подбрасывает его в воздух в так называемом пылевом фонтане.

Впервые он был доставлен на Землю астронавтами Аполлона, после чего Советский Союз отправил автоматические зонды для сбора дополнительных образцов. С тех пор лунная пыль изучалась для различных целей, включая добычу ресурсов, ее влияние на здоровье и потенциальное использование в качестве строительного материала.

Однако многие из этих образцов были загрязнены после реакции с земной атмосферой и теперь менее пригодны для изучения ее свойств. Китайская миссия «Чанъэ-5», запущенная в 2020 году, доставила на Землю первые новые образцы лунной пыли с 19 лет.76 и предлагает новые возможности для его исследования.

Группа ученых, проводивших последнее исследование, изучила образец пыли и обнаружила, что она содержит железо- и титаносодержащие вещества, которые можно использовать в качестве катализатора для производства полезных материалов. Они продемонстрировали, что электроды, изготовленные из этого материала, способны извлекать кислород и водород из воды, хотя и обладают относительно низкой стабильностью.

Исследователи также показали, что лунную пыль можно использовать для производства метана и метанола из углекислого газа и водорода. Метан можно использовать в качестве ракетного топлива, а метанол является отправной точкой для производства множества полезных химикатов.

Хотя их результаты показали, что лунная пыль может быть использована для производства полезных веществ для исследования космоса, в настоящее время она не так эффективна, как существующие катализаторы.

Ученые намерены протестировать другие методы улучшения его каталитической способности, такие как изменение его структуры и формы. Однажды они надеются испытать систему в космосе, чтобы доказать ее эффективность.

В будущем они предполагают, что лунная пыль может управлять процессом, который они называют «внеземным фотосинтезом», в котором солнечный свет вместе с углекислым газом и водой из дыхания астронавтов используется для создания ресурсов, необходимых для исследования нашей Солнечной системы.