M(O2)nへ飛んでください：欧州の科学者は溶融塩電気分解で「月の塵」から酸素を抽出しました

欧州宇宙機関の科学者たちは、月の土壌に非常に近いところから酸素を抽出しようとしている。

ESAチームは実際の月の土壌サンプルでその技術を試すことができない。持ち帰った量は微量で貴重すぎるからだ。

その代わりに、科学者たちは化学的に同等のものを構築し、オランダの材料・電気部品研究所の新しい施設で、月の塵が月面住民の酸素源となり得るかどうかを調査している。

月のレゴリスとは、月の固い岩石の表面を覆う土と砕けた小石の層です。この物質を削り取ったところ、重量比で約40～45%の酸素が含まれていることが明らかになりました。これは、月のレゴリスの中で最も豊富な元素です。

酸素は、鉱物やガラスの形で他の元素と化合物を形成して閉じ込められています。科学者たちは、それを抽出するためには、月の塵を塩化カルシウム塩に振りかけ、金属製の大釜で950℃（1742°F）まで加熱する必要があります。この温度で塩は融解し、化合物は正のカルシウムイオンと負の塩素イオンのスープに分解されます。

次に、化学混合物の中に電極を設置し、電流を流します。すると、レゴリス中の酸素が放出され、溶融塩混合物を通って陽極（正に帯電した電極）にガスとして集められます。また、陰極からは月の土壌に含まれる様々な金属も抽出されます。このプロセス全体は溶融塩電気分解と呼ばれています。

「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、ESAの研究所に勤務するグラスゴー大学の博士課程学生、ベス・ロマックス氏は語った。

「製造工程では、様々な金属が絡み合った状態で残ってしまいます」と、ESAの研究員であるムリス・アレクサンドル氏は付け加えた。「そして、これらからどのような合金を製造できるか、そしてどのような用途に使えるかを探ることは、もう一つの有益な研究分野です。」

この研究は最終的に、月の岩石からより大規模にガスを抽出できる酸素プラントの開発につながるだろう。ESAは、2024年に予定されている宇宙飛行士の月再訪に間に合うように、2020年代半ばにこの技術の実現可能性を実証したいと考えている。

ESAの構造・機構・材料部門の責任者トマソ・ギディーニ氏は、「ESAとNASAは有人ミッションで再び月に向かうが、今回は月に滞在したいという思いがある」と語った。

「そのため、私たちはエンジニアリングのアプローチを、月面資源をその場で体系的に活用する方向に転換しています。人間・ロボット探査局、欧州の産業界、そして学界の同僚たちと協力し、最高水準の科学的アプローチと、今回のような重要な基盤技術を提供することで、月面、そして将来的には火星における人類の持続的な居住の実現を目指しています。」®