طرحی مفهومی برای استخراج منابع یخ قطبی ماه بدون حفاری
پژوهشگران شرکت ترنسآسترا (TransAstra) در ایالاتمتحده طرحی مفهومی را برای استخراج منابع یخ قطب ماه بدون حفاری با هدف کاهش هزینههای کاوش در قمر زمین به سازمان ناسا (NASA) ارائه کردهاند. این طرح مفهومی بر پایه دو نوآوری است که با استفاده همزمان آنها میتوان یخهای مناطق قطبی ماه را با هزینه کم برای استفاده به صورت سوخت استخراج کرد. مناطق قطبی ماه دارای دهانههای برخوردی هستند که در خاک آنها مقادیر زیادی یخ آب وجود دارد. درون این دهانههای برخوردی همیشه تاریک است و نور خورشید به آنجا نمیرسد. به همین دلیل استفاده از انرژی خورشیدی برای فعالیت درون این دهانههای برخوردی امکانپذیر نیست. همچنین حفاری و خاکبرداری برای استخراج منابع هزینهبر است. در طرح مفهومی ارائهشده روشهایی برای حل این دو مشکل پیشنهاد شده است. این طرح به پایگاه معدنکاری سوخت قطب ماه (Lunar-Polar Propellant Mining Outpost بهاختصار LPMO) موسوم شده است.
در طرح پیشنهادی از آرایههای خورشیدی نصبشده روی دکلهایی به ارتفاع حدود ۱۰۰ متر بهره گرفته میشود. چنین دکلهایی آرایههای خورشیدی را در خارج از سایه و تاریکی درون دهانههای برخوردی قرار میدهند و امکان تولید پیوسته توان الکتریکی خورشیدی را فراهم میکنند. استفاده از چنین دکلهای مرتفعی اگر سبک طراحی شوند با توجه به جاذبه ضعیفتر ماه امکانپذیر است.
نوآوری دیگر ارائهشده در این طرح روشی ارزان برای استخراج مقادیر فراوان (هزاران تن در سال) مواد فرار مانند آب از سنگهای سطح ماه است. در این روش از ترکیب امواج رادیویی، ماکروویو و فروسرخ برای گرم کردن یخ و دیگر مواد فرار در عمق خاک ماه استفاده میشود. استفاده از چندین فرکانس برای تابش باعث میشود بتوان خاک را در عمقهای مختلف بهگونهای کنترلشده گرم کرد که مواد فرار به سطح هدایت شوند. با این روش بخش فراوانی از یخ و مواد فرار از عمق به سمت سطح حرکت میکنند و امکان جمعآوری و ذخیره کردن آنها فراهم میشود. در این روش نیازی به حفاری و خاکبرداری نیست. این روش معدنکاری دینامیک گاز تابشی (Radiant Gas Dynamic بهاختصار RGD) نام گرفته است که شرکت ترنسآسترا آن را ابداع و ثبت اختراع کرده است.
فناوری دینامیک گاز تابشی را میتوان در سطحنوردهایی به کار گرفت که در نقطهای توقف میکنند و پس از گرم کردن خاک ماه با تابش آب و مواد فرار را جمعآوری و درون مخازن خود ذخیره میکنند. پس از پر شدن مخزن این سطحنوردها به پایگاه بازمیگردند و باتریهایشان را شارژ میکنند. در این طرح تخمین زده شده است که سطحنوردهایی مجهز به این فناوری با وزن دو تا پنج تن که قابلیت پرتاب با حامل فضایی اسالاس (SLS) ساخت ناسا را دارند میتوانند سالیانه بین ۲۰ تا ۱۰۰ برابر وزن خود آب در ماه استحصال کنند.
این طرح مفهومی در برنامه مفاهیم نوآورانه پیشرفته ناسا (NASA Innovative Advanced Concepts بهاختصار NIAC) در سال ۲۰۱۹ انتخاب شده و فاز نخست بررسیهای آن مورد حمایت مالی قرار گرفته است. برنامه مفاهیم نوآورانه پیشرفته ناسا ایدههایی را که با ارائه مفاهیم کاملا جدید دیدگاههای نوینی برای مأموریتهای آینده ناسا فراهم میکنند پرورش میدهد. سالیانه چندین طرح ارائهشده به این برنامه برگزیده میشوند و حمایتهایی به آنها تعلق میگیرد. حمایت مالی برای فاز نخست طرحها ۱۲۵ هزار دلار و مدت اجرای آنها ۹ ماه است. طرحها پس از پایان فاز نخست میتوانند برای دریافت حمایت در فاز دوم نیز درخواست کنند که ناسا آن را بررسی خواهد کرد.