ISRU

In situ resource utilization (skrátene ISRU) alebo využívanie miestnych zdrojov, je zhromažďovanie, spracovanie, skladovanie a použitie materiálov nájdených alebo vyrobených na iných astronomických objektoch (Mesiac, Mars, asteroidy atď.), ktoré nahrádzajú materiály, ktoré by sa tam inak museli priviesť zo Zeme.

ISRU by mohol poskytnúť materiály na podporu života, pohonné hmoty, stavebné materiály a energiu pre užitočné náklady kozmických lodí, alebo pre posádky na prieskum vesmíru. V súčasnosti je bežné, že kozmické lode a robotické misie na planetárnych povrchoch využívajú dopadajúce slnečné žiarenie pomocou solárnych panelov. Používanie ISRU na výrobu materiálu nebolo zatiaľ realizované v rámci žiadnej vesmírnej misie, hoci niekoľko testov na konci roku 2000 skúšalo rôzne techniky lunárneho ISRU.

ISRU sa už dlho považuje za možnú cestu na zníženie nákladov vesmírnej architektúry a prieskumu vesmíru.

Využitie

Voda 
V kontexte ISRU sa voda najčastejšie hľadá priamo ako palivo, alebo ako surovina na výrobu paliva. Aplikácie tiež zahŕňajú jej použitie pri podpore života buď priamo pitím, na pestovanie potravín, výrobu kyslíka alebo v mnohých ďalších priemyselných procesoch.

Raketové palivo
Výroba raketového paliva bola navrhnutá na povrchu Mesiaca spracovaním vodného ľadu zisteného na póloch. Medzi pravdepodobné ťažkosti patrí práca pri extrémne nízkych teplotách a jej extrakcia z regolitu. Väčšina schém elektrolýzou rozkladá vodu pre výrobu vodíka a kyslíka, a následne ich ukladá ako kryogenické kvapaliny.

Ďalšou alternatívou je výroba peroxidu vodíka z vody.

Na Marse je možné využiť uhlík obsiahnutý v atmosfére ako oxid uhličitý a spolu s vodou vyrobiť pomocou sabatierovej reakcie kyslík a metán.

 CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O + energie 
 ∆H = -165.0 kJ/mol

Stavebné materiály

Kolonizácia planét alebo mesiacov si bude vyžadovať získanie miestnych stavebných materiálov, napríklad regolitu. Regolit je možné použiť priamo, ako sypané konštrukcie (radiačné tienenie, tepelnú a protimeteorickú ochranu), alebo spracovaný na stavebné diely.

Technologické prototypy a demonštrátory

MOXIE 
Mars Oxygen ISRU Experiment (skr. MOXIE, slov. ISRU experiment na výrobu kyslíka na Marse) je prototyp v 1 % mierke dopravený na Mars v rámci misie NASA Mars 2020, umiestnený na roveri Perseverance, ktorý bude testovať výrobu kyslíka (O2) z marťanskej atmosféry, zloženej prevažne z oxidu uhličitého (CO2):
2CO2 →  2CO + O2

RASSOR 

RASSOR (Regolith Advanced Surface System Operations Robot – robot pre pokročilý výskum povrchového regolitu) je prototyp ťažobného roveru (kombajnu), ktorý bol testovaný v stredisku NASA na Kennedy Swamp Works. RASSOR je navrhnutý tak, aby zdolal obtiažny terén. Lopatkové ťažobné kolesá sú súčasne zásobníkom na prepravu regolitu.

Reaktor CaRD
Vedci z Johnsonovho strediska, NASA, extrahovali kyslík zo simulovaného Mesačného regolitu. V reaktore CaRD (Carbothermal Reduction Demonstration) pomocou laseru simulovali zahriatie regolitu koncentrovaným Slnečným svetlom. Kyslík získali prevažne redukciou oxidov kremičitanov.

Referencie

Iné projekty 

 Ellinghamov diagram
 Kolonizácia Mesiaca
 Obývateľná základňa

Externé odkazy
ISRU demonštračná misia ESA: 
video test RASSOR:

Zdroj 

Prieskum vesmíru
Kozmická technika
Kolonizácia vesmíru