原载：Universetoday.com ，2023 年 1 月 13 日
作者：埃文.高（Evan Gough）
月球南极氧气管道（Lunar South Pole Oxygen Pipeline，简称LSPOP）图示
图片来源：彼得.库雷里（Peter. Curreri）
自美国宇航局（NASA）的阿波罗任务以来，新的阿特弥斯（Artemis）计划打算再次将人类送上月球。但阿特弥斯计划不仅仅是将人们降落在那里，还要进行一些科学实验，收集月球岩石，打一点高尔夫球，然后离开。目的是建立人类在此存在的真实意义。
这将需要资源，而其中关键资源之一就是氧气。
几十年来，彼得.A.库雷里（Peter A. Curreri）博士一直是NASA的科学家，并且是人类太空飞行的坚定支持者。自 2021 年以来，库雷里一直担任月球资源公司（Lunar Resources, Inc.） 的首席科学官。月球资源公司正在为阿特弥斯计划提出一个新概念：氧气管道。
人类在火星上的持续存在需要一些东西才能成功，而成功的基础是建立在水和氧气上。月球南极包含大量原始冰，这些冰在该地区的陨石坑中结成固体，阳光永远无法照射到那里。冰可以融化并分离成氢气和氧气。
月球南极（左）和北极（右）表面冰分布 - 由NASA的月球矿物学测绘仪检测到
图片来源：NASA
参与月球科学的每个人都知道这一点，既定的想法是就地处理冰，将氧气放入称为杜瓦瓶的低温压力容器中，然后运送到需要的地方。由于月球赤道地区拥有最多的阳光和最多的太阳能，因此很可能在那里建立月球基地。
但是，月球资源公司没有将氧气装瓶并运输，这可能会变得复杂，而是另一种想法。从南极的冰沉积物或从风化层中提取氧气，然后到月球其他地方的设施建造一条氧气管道。这个想法引起了NASA的注意，月球南极氧气管道 ( Lunar South Pole Oxygen Pipeline ，简称LSPOP) 是NASA创新先进概念计划（NASA Innovative Advanced Concept program，简称 NIAC）的第一阶段项目。
“我们提议建设月球南极氧气管道 (LSPOP)，这是一条位于月球南极的气态氧气管道”，库雷里在解释该想法的新闻稿中写道，“月球管道从未被追求过，它将彻底改变阿特弥斯计划的月球表面操作，并降低成本和风险”！
氧气至关重要。我们在人类栖息地、车辆以及月球上任何地方的任何生命支持系统中都需要它。我们还需要它作为火箭燃料的氧化剂。将大量氧气从南极运送到赤道可能很麻烦，并且需要专用的车辆、储罐和设施。管道将从流程中消除车辆和其他资源，包括人工工作时间。
了解、提取和使用月球氧气的努力涉及不同的任务和车辆。此图像是 NASA 挥发物调查极地探索漫游者（Volatiles Investigating Polar Exploration Rover）或 VIPER 的完整设计概念图。 VIPER 将近距离观察月球南极冰和其他资源的位置和浓度，使我们更接近NASA在月球上长期存在的最终目标——使最终探索可能到达火星及更远的地方。
图片来源：NASA/丹尼尔.鲁特（Daniel Rutter）
“在漫游车上移动这种氧气的过程比提取过程更耗能，考虑到资源提取区距离人类栖息地或液化厂很远，这个方法被认为是获取用于月球的原始氧气最昂贵的方面”，库雷里写道。
NASA 已经在氧气和水的提取方面投入了大量资金。一些努力表明我们可以从风化层中获得足够的氧气，但是水只能来自两极的冰，从那里获取氧气是有意义的，因为无论如何都需要分解一些水来获取氢气。
地球上的输送管道是个问题，但这些问题在月球上并不存在。对于月球氧气管道，泄漏无关紧要，它们不会污染或造成任何损坏，氧气只是逸出。没有任何移动物体来破坏管道。唯一的潜在危险是外星撞击。
月球资源公司将探索其月球管道概念的不同想法，他们从一条 5 公里长的管道开始。“我们的初始概念是用一条 5 公里长的管道将氧气从氧气生产源（例如，我们的熔融风化层电解 (MRE) 提取场或任何其他来源）输送到月球基地附近的氧气储存/液化厂”，库雷里解释道。
月球南极氧气管道（LSPOP）将在月球表面分段制造，然后在 5 公里长的范围内连接在一起。管道很可能由铝制成，这种材料在月球表面，尤其是南极盛产。“其他金属包括铁和镁也将被分析以供考虑”，库雷里写道。
作为工作的一部分，从月球冰中寻找和提取氧气将涉及不同的任务。在插图中，NASA的月球手电筒激光正在扫描一个阴暗的月球陨石坑以寻找冰的存在。
图片来源：NASA/JPL-Caltech
管道将是长寿命、可修复和可进化的。它也将比其他方法更便宜，尽管月球制造仍需要地球的一些支持。
月球资源公司表示，该管道的金属可以用来自月球风化层的机器人制造，但仍需要少量使用地球材料。它也可以被机器人修复。NASA 预计阿特弥斯计划最初每年需要 10,000 千克氧气，而 LSPOP 可以以约 2 千克/小时的流速提供氧气。它在整个生命周期内需要的能量极少，非常可靠，在月球环境中的寿命将超过 100年。
月球南极氧气管道（LSPOP）是NASA创新先进概念计划（NIAC）的第一阶段，这意味着 NASA 将资助一项为期 9 个月的概念研究。它提供了一个探索整体可行性和提高 LSPOP 技术准备水平 (TRL) 的机会。第一阶段结束后，月球资源公司可以申请第二阶段资金，该资金用于开发长达两年的概念。
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