Program Artemis bermaksud menempatkan manusia di bulan untuk pertama kalinya sejak misi Apollo NASA. Tapi Artemis memiliki ruang lingkup yang lebih besar daripada sekadar mendaratkan orang di sana, menyiapkan beberapa eksperimen sains, mengumpulkan bebatuan bulan, bermain golf kecil, lalu pergi. Tujuannya adalah untuk membangun kehadiran yang konsisten.
Itu akan membutuhkan sumber daya, dan salah satu sumber daya penting itu adalah oksigen.
Dr. Peter A. Curreri telah menjadi ilmuwan NASA selama beberapa dekade dan telah menjadi pendukung kuat penerbangan luar angkasa manusia. Sejak 2021, Curreri menjadi Chief Science Officer untuk Lunar Resources, Inc. Lunar Resources mengusulkan konsep baru untuk Artemis: saluran pipa oksigen .
Kehadiran manusia yang berkelanjutan di Mars membutuhkan beberapa hal untuk berhasil, dan fondasi kesuksesan dibangun di atas air dan oksigen. Kutub selatan bulan mengandung es air primordial dalam jumlah besar, membeku padat di kawah kawasan di mana sinar matahari tidak pernah mencapainya. Es itu dapat dicairkan dan dipisahkan menjadi hidrogen dan oksigen.
Semua orang yang terlibat dalam ilmu bulan mengetahui hal ini, dan ide yang mapan adalah bahwa es akan diproses secara in situ, dan oksigen akan dimasukkan ke dalam bejana bertekanan kriogenik yang disebut dewar dan diangkut ke mana pun dibutuhkan. Karena daerah khatulistiwa memiliki sinar matahari paling banyak dan energi matahari paling banyak, kemungkinan besar di sanalah pangkalan bulan akan didirikan.
Tapi alih-alih membotolkan oksigen dan mengangkutnya, yang bisa menjadi rumit, Lunar Resources punya ide lain: membangun pipa oksigen dari endapan es di kutub selatan atau dari tempat oksigen diekstrak dari regolith ke fasilitas lain di bulan. Ide tersebut menarik perhatian NASA, dan Lunar South Pole Oxygen Pipeline (LSPOP) adalah proyek Fase Satu di NIAC, program NASA Innovative Advanced Concept.
“Kami mengusulkan Pipa Oksigen Kutub Selatan Bulan (L-SPoP), pipa oksigen gas di kutub selatan bulan,” tulis Curreri dalam siaran pers yang menjelaskan gagasan tersebut. “Pipa bulan tidak pernah dikejar dan akan merevolusi operasi permukaan bulan untuk program Artemis dan mengurangi biaya dan risiko.”
Oksigen sangat penting. Kita membutuhkannya di habitat manusia, di kendaraan, dan di semua sistem pendukung kehidupan di mana pun di bulan. Kami juga membutuhkannya sebagai oksidan untuk bahan bakar roket. Mengangkut oksigen dalam jumlah besar dari kutub selatan ke khatulistiwa bisa jadi tidak praktis dan membutuhkan kendaraan, tangki, dan fasilitas khusus. Saluran pipa akan menghilangkan kendaraan dan sumber daya lainnya, termasuk jam kerja manusia, dari proses tersebut.
“Proses pemindahan oksigen ini pada penjelajah lebih intensif energi daripada proses ekstraksi dan dianggap sebagai aspek PALING mahal dalam memperoleh oksigen in-situ untuk digunakan di bulan mengingat jarak yang jauh dari area ekstraksi sumber daya dari manusia. tanaman habitat atau liquifikasi,” tulis Curreri.
NASA telah menginvestasikan dana yang signifikan dalam ekstraksi oksigen dan air. Beberapa upaya menunjukkan bahwa kita bisa mendapatkan oksigen yang cukup dari regolith. Tapi air hanya bisa berasal dari es di kutub, dan masuk akal untuk mendapatkan oksigen dari sana karena sebagian air perlu dipecah untuk mendapatkan hidrogen.
Pipa di Bumi adalah masalah. Tapi tidak di bulan. Untuk pipa oksigen bulan, kebocoran tidak masalah. Mereka tidak mencemari atau menyebabkan kerusakan. Oksigen keluar begitu saja. Tidak ada pergeseran atau perubahan permukaan yang mengganggu pipa. Satu-satunya potensi bahaya adalah dampak.
Lunar Resources akan mengeksplorasi berbagai ide untuk konsep saluran pipa bulannya, tetapi mereka mulai dengan saluran pipa sepanjang 5 km. “Konsep awal kami adalah membangun jaringan pipa sepanjang 5 km untuk mengangkut gas oksigen dari sumber produksi oksigen, misalnya, lokasi ekstraksi molten regolith electrolysis (MRE) kami atau sumber lainnya, ke pabrik penyimpanan/pencairan oksigen di dekat pangkalan bulan,” Curreri menjelaskan.
LSPOP akan diproduksi dalam segmen-segmen di permukaan bulan dan kemudian disatukan dalam panjang lima km. Pipa kemungkinan akan terbuat dari aluminium, yang banyak terdapat di permukaan bulan, terutama di kutub selatan . “Logam in-situ lain yang juga akan dianalisis untuk dipertimbangkan termasuk besi dan magnesium,” tulis Curreri.
Pipa itu akan berumur panjang, dapat diperbaiki, dan dapat dikembangkan. Itu juga akan lebih murah daripada metode lain, meskipun pembuatan bulan masih membutuhkan dukungan dari Bumi.
Lunar Resources mengatakan pipa dapat dibangun secara robotik dari logam dari regolith bulan, meskipun penggunaan bahan Bumi minimal masih diperlukan. Itu juga bisa diperbaiki secara robotik. NASA memproyeksikan Artemis akan membutuhkan 10.000 kg oksigen per tahun pada awalnya, dan LSPOP dapat mencapainya dengan laju aliran sekitar 2kg/jam. Ia membutuhkan daya minimal selama masa pakainya, akan sangat andal, dan masa pakainya di lingkungan bulan akan melebihi 10 tahun.
Pipa Oksigen Kutub Selatan Bulan adalah pilihan Tahap Satu dalam Program NIAC. Itu berarti NASA akan mendanai studi selama 9 bulan untuk konsep tersebut. Ini memberikan kesempatan untuk mengeksplorasi kelayakan keseluruhan dan memajukan Tingkat Kesiapan Teknologi (TRL) dari LSPOP. Setelah Fase Satu berakhir, Lunar Resources dapat mengajukan pendanaan Fase Dua, yang mengembangkan konsep hingga dua tahun.
