欧州の研究者たちは、月の塵の模擬サンプルから呼吸可能な酸素を大量生産できるシステムの開発に取り組んでいる。
「月にある資源から酸素を得ることができれば、将来の月移住者にとって、呼吸にも、現地でのロケット燃料の生産にも、非常に役立つことは明らかだ」と、グラスゴー大学の化学者ベス・ロマックス氏は欧州宇宙機関（ESA）のプレスリリースで説明した。
ロマックス氏は、ESAの研究員アレクサンドル・ムリス氏とともに、まさにその目標、つまり月の塵からの酸素生成につながる可能性のあるプロトタイプの開発に取り組んでいる。彼らは現在、オランダのノールトウェイクに拠点を置く欧州宇宙研究技術センター（ESTEC）の材料・電気部品研究所で、このシステムの試験を行っている。
彼らの試作品は動作しているが、月面での使用に適したものにするには、動作温度を下げるなどの調整が必要になる。ロマックス氏とミューリス氏は現在、模擬月の塵を使って作業を進めているが、このアプローチが現実の月面でも機能することを期待している。
実際、ESAによると、アポロ計画中に地球に持ち帰られたレゴリスと呼ばれる月の塵のサンプルには、約40～45%の酸素が含まれていることが判明しました。ESTECの科学者たちは、塵からこの酸素を取り出す技術を考案しており、一見すると錬金術のように見えるかもしれません。
レゴリス中の酸素は酸化物として頑固に閉じ込められており、塵の中で鉱物やガラスとして形成されます。ESAによると、酸素を引き出すには巧妙な化学反応が必要です。
ESTECの酸素抽出は、溶融塩電解と呼ばれる方法で行われています。この方法では、レゴリスを金属バスケットに入れ、電解質として溶融塩化カルシウム塩を加え、950℃に加熱します。この温度ではレゴリスは固体のままです。
しかし、これに電流を流すと、レゴリスから酸素が抽出され、塩の中を移動して陽極に集められます。さらに、このプロセスによってレゴリスは使用可能な金属合金に変換されます。
このプロセスは、金属や合金の製造にこの技術を利用している英国企業Metalysisによって開発されました。ロマックス氏は博士課程在学中にMetalysisと共同研究を行い、現在はESTECでこのコンセプトを活用しています。
Metalysisは生成した酸素を不要な副産物として扱うため、研究者がサンプルから抽出した酸素を捕捉・測定できるようにシステムを微調整する必要がありました。現状では、システムは酸素を排気管に排出していますが、将来のバージョンではこの酸素を捕捉し、長期にわたって貯蔵できるようになります。
興味深いことに、ESTECはこれらの金属を不要な副産物として扱っていません。チームは現在、これらの金属を3Dプリント用の化合物に変換するなど、月面環境でこれらの金属を活用する様々な方法を検討しています。
これらすべての研究は、月面で機能するシステムの開発に向けた準備です。ESTECの科学者たちは、2020年代半ばまでに月面で使用可能な機能的なシステムの開発を目指しています。このような装置を搭載することで、将来の月面探査者や入植者はより安心して生活できるようになるでしょう。
月の塵は今では貴重な資源と見なされているかもしれませんが、宇宙飛行士が初めて月に行った当時、NASAは月の塵がもたらす潜在的な危険性を非常に懸念していました。彼らの懸念は間違っていませんでした。その後の研究では、模擬月の塵が人間の細胞を死滅させ、DNAを変化させる可能性があることが明らかになっています。
