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[우주] 달 표면에는 80억 명의 사람들이 10만년 동안 생존할 수 있는 충분한 산소가 있다. 벨기에에 기반을 둔 스타트업 Space Applications Services는 전기분해를 통해 산소를 만드는 과정을 개선하기 위해 3개의 실험 반응기를 건설한다고 발표했다. 그들은 유럽우주국(European Space Agency)의 ISRU(in-situ resource 활용) 임무의 일환으로 2025년까지 이 기술을 달에 보낼 것으로 기대하고 있다.

https://singularityhub.com/2021/11/14/the-moons-surface-has-enough-oxygen-to-sustain-8-billion-people-for-100000-years/

JM Kim | 기사입력 2021/11/16 [00:00]

[우주] 달 표면에는 80억 명의 사람들이 10만년 동안 생존할 수 있는 충분한 산소가 있다. 벨기에에 기반을 둔 스타트업 Space Applications Services는 전기분해를 통해 산소를 만드는 과정을 개선하기 위해 3개의 실험 반응기를 건설한다고 발표했다. 그들은 유럽우주국(European Space Agency)의 ISRU(in-situ resource 활용) 임무의 일환으로 2025년까지 이 기술을 달에 보낼 것으로 기대하고 있다.

https://singularityhub.com/2021/11/14/the-moons-surface-has-enough-oxygen-to-sustain-8-billion-people-for-100000-years/

JM Kim | 입력 : 2021/11/16 [00:00]

우주 탐사의 발전과 함께 우리는 최근에 효과적인 우주 자원 활용을 가능하게 하는 기술에 많은 시간과 돈을 투자하는 것을 보았다. 그리고 이러한 노력의 최전선에서는 달에서 산소를 생산하는 가장 좋은 방법을 찾는 데 레이저처럼 날카로운 초점을 맞추었다.

 

10월에 호주 우주국과 NASA는 달에서 숨쉴 수 있는 산소를 궁극적으로 제공할 수 있는 달 암석을 수집하는 것을 목표로 호주산 로버를 Artemis 프로그램에 따라 달에 보내는 계약에 서명했다.

 

달에는 대기가 있지만 매우 얇으며 대부분이 수소, 네온, 아르곤으로 구성되어 있다. 인간과 같이 산소에 의존하는 포유동물을 지탱할 수 있는 일종의 기체 혼합물이 아니다.

 

, 달에는 실제로 많은 산소가 있다. 그것은 단지 기체 형태가 아니다. 대신 그것은 암석과 달 표면을 덮고 있는 미세한 먼지 층인 표토 내부에 갇혀 있다. 표토에서 산소를 추출할 수 있다면 달에서 인간의 생명을 유지하기에 충분할까?

 

산소의 폭

 

산소는 우리 주변의 땅에 있는 많은 광물에서 찾을 수 있다. 그리고 달은 대부분 지구에서 발견할 수 있는 것과 같은 암석으로 이루어져 있다(비록 유성에서 나온 물질의 양이 약간 더 많기는 하지만).

 

실리카, 알루미늄, 철 및 산화마그네슘과 같은 광물은 달의 풍경을 지배한다. 이러한 모든 미네랄에는 산소가 포함되어 있지만 폐가 접근할 수 있는 형태는 아니다.

 

달에서 이러한 광물은 단단한 암석, 먼지, 자갈 및 표면을 덮고 있는 돌을 포함하여 몇 가지 다른 형태로 존재한다. 이 물질은 수천 년 동안 운석이 달 표면에 충돌한 결과이다.

 

어떤 사람들은 달의 표면층을 달의 "토양"이라고 부르지만, 토양 과학자로서 나는 이 용어를 사용하는 것을 주저한다. 우리가 알고 있는 토양은 지구에서만 발생하는 아주 마법 같은 것이다. 그것은 수백만 년에 걸쳐 토양의 모재인 단단한 암석에서 파생된 표토에 작용하는 방대한 유기체에 의해 만들어졌다.

 

그 결과 원래 암석에는 존재하지 않는 광물 매트릭스가 생성된다. 지구의 토양은 놀라운 물리적, 화학적, 생물학적 특성으로 가득 차 있다. 한편, 달 표면의 물질은 기본적으로 본래의 손길이 닿지 않은 형태의 표석이다.

 

한 물질이 들어가고 두 물질이 나온다

 

달의 표토는 약 45%의 산소로 구성되어 있다. 그러나 그 산소는 위에서 언급한 미네랄에 단단히 결합되어 있다. 그 강한 유대를 깨기 위해서는 에너지를 투입해야 한다.

 

전기 분해에 대해 알고 있다면 이에 대해 잘 알고 있을 것이다. 지구에서 이 공정은 알루미늄 생산과 같은 제조에 일반적으로 사용된다. 전극을 통해 액체 형태의 산화알루미늄(일반적으로 알루미나라고 함)에 전류를 흐르게 하여 알루미늄을 산소에서 분리한다.

 

이 경우 부산물로 산소가 생성된다. 달에서는 산소가 주요 생성물이고 추출된 알루미늄(또는 기타 금속)은 잠재적으로 유용한 부산물이 될 것이다.

 

매우 간단한 과정이지만 문제가 있다. 매우 에너지 소모가 많다. 지속 가능하려면 태양 에너지 또는 달에서 사용할 수 있는 기타 에너지원의 지원이 필요하다.

 

표토에서 산소를 추출하려면 상당한 산업 장비가 필요하다. 우리는 먼저 열을 가하거나 용매 또는 전해질과 결합된 열을 사용하여 고체 금속 산화물을 액체 형태로 변환해야 한다. 우리는 지구에서 이를 수행할 수 있는 기술을 보유하고 있지만 이 장치를 달로 옮기고 이를 실행하기에 충분한 에너지를 생성하는 것은 엄청난 도전이 될 것이다.

 

올해 초 벨기에에 기반을 둔 스타트업 Space Applications Services는 전기분해를 통해 산소를 만드는 과정을 개선하기 위해 3개의 실험 반응기를 건설한다고 발표했다. 그들은 유럽우주국(European Space Agency) ISRU(in-situ resource 활용) 임무의 일환으로 2025년까지 이 기술을 달에 보낼 것으로 기대하고 있다.

 

달은 얼마나 많은 산소를 제공할 수 있을까?

 

, 우리가 그럭저럭 해낼 수 있을 때 달이 실제로 얼마나 많은 산소를 전달할 수 있을까? 글쎄, 그것이 밝혀지면 꽤 많이.

 

달의 더 깊은 단단한 암석 물질에 묶여 있는 산소를 무시하고 표면에서 쉽게 접근할 수 있는 표토를 고려하면 몇 가지 추정치를 얻을 수 있다.

 

달의 표토 1입방미터에는 약 630kg의 산소를 포함하여 평균 1.4톤의 광물이 들어 있다. NASA는 인간이 생존하기 위해 하루에 약 800g의 산소를 호흡해야 한다고 말한다. 따라서 630kg의 산소는 약 2(또는 그 이상) 동안 사람을 살릴 수 있다.

 

이제 달에 있는 표토의 평균 깊이가 약 10미터이고 여기에서 모든 산소를 추출할 수 있다고 가정해 보겠다. , 달 표면의 맨 위 10미터는 약 100,000년 동안 지구상의 80억 인구를 모두 부양할 수 있는 충분한 산소를 제공할 수 있음을 의미한다.

 

이것은 또한 우리가 얼마나 효과적으로 산소를 추출하고 사용했는지에 달려 있다그럼에도 불구하고 이 수치는 꽤 놀랍다!

 

그렇긴 하지만, 우리는 여기 지구에 꽤 좋은 것을 가지고 있다. 그리고 우리는 우리가 시도하지 않고도 모든 지상 생물을 계속 지원하는 푸른 행성, 특히 그 토양을 보호하기 위해 우리가 할 수 있는 모든 것을 해야 한다.

 

이미지 출처: NASA

 

 
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