СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ЛУННОГО ВОДЯНОГО ЛЬДА Российский патент 2022 года по МПК E21C51/00 B64G4/00 E21B43/00 E03B3/30 F42D3/04 

Изобретение относится к сфере космических технологий и может быть использовано для сбора водяного льда на Луне, а также для экспериментальной отработки указанной технологии в наземных условиях.

Из уровня техники известен способ выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда. При этом с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда химических веществ вызывают экзотермическую химическую реакцию, переводящую водяной лед в жидкое состояние /RU 2016122420 А; 07.12.2017/.

Помещение в залежь лунного водяного льда химических веществ, вызывающих экзотермическую химическую реакцию, переводящую водяной лед в жидкое состояние, вызывает химическое и механическое загрязнение водяного льда, поскольку жидкая вода растворяет химические продукты экзотермической реакции и химические вещества, присутствующие в залежи лунного водяного льда, а также вбирает в себя частицы грунта залежи. Кроме того, проведение экзотермической химической реакции требует затрат времени, что препятствует ускорению разработки залежи.

Задачей изобретения является обеспечение очистки лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также ускорение процесса разработки лунного водяного льда.

Указанная задача решена за счет того, что в способе выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда, с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда химических веществ выполняют камуфлетное взрывание, а после образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства.

Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков: выполнением камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда; охлаждением верхней части образовавшейся полости холодом лунного космического пространства через пробуренную скважинув лунном грунте.

Указанная совокупность существенных отличительных признаков позволяет обеспечить очистку лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также ускорить процесс разработки лунного водяного льда.

Камуфлетное взрывание /Большая советская энциклопедия, третье издание, т. 11, стр. 287, столбец 847/ образует в залежи лунного водяного льда замкнутую полость, заполняя грунтовой пробкой нижнюю часть пробуренной скважины. В результате взрывного нагрева водяной лед в замкнутой полости мгновенно переходит в состояние водяного пара. Верхняя уцелевшая при взрыве часть скважины сообщается с лунным космическим вакуумом и за счет его низкой температуры охлаждает верхнюю часть замкнутой полости. На охлажденной поверхности верхней части замкнутой полости происходит конденсация водяного пара, при этом вода очищается от химических примесей и механических загрязнений. Превращаясь в лед, эта вода образует ледяную корку. Далее скважину вновь разбуривают, вводят в полость механические средства, позволяющие собирать и извлекать наружу водяной лед из образовавшейся ледяной корки.

Помещение камуфлетного заряда внутрь залежи лунного водяного льда выполняют путем бурения скважины, например, с помощью средств шнекового или вибрационного разведочного бурения /БСЭ, т. 21, стр. 406, столбец 1206/, установленных на средствах лунной подвижной техники /луноходах/. После введения камуфлетного заряда, содержащего взрывчатые вещества /БСЭ, т. 5, стр. 16-18, столбцы 35-40/ и средства взрывания, в залежь лунного водяного льда выполняют инициирование взрывного заряда, например, электродетонатором /БСЭ, т. 5, стр. 14, столбец 30/ и производят камуфлетное взрывание. Для охлаждения замкнутой полости холодом лунного космического вакуума достаточно выполнять скважину на лунной поверхности в ее затененной части и производить взрыв, когда она затенена, например, перед восходом, оставляя устье скважины открытым, сообщающимся с лунным космическим вакуумом, который может обеспечивать даже "температуру открытого космоса" 4 К /Техника - молодежи, 2006, М, стр. 4, столбец 2/.

Для извлечения водяного льда из полости через скважину вводят в нее механические средства, позволяющие откалывать от ледяной корки и захватывать куски льда или дробить лед и собирать ледяные осколки. Возможно также полное раскапывание лунного грунта снаружи до ледяной корки.

Извлеченный водяной лед может быть использован для технических и бытовых нужд, а также для получения кислорода и водорода путем электролиза воды /БСЭ, т.12, стр. 197, столбец 578; т.5, стр. 194, столбцы 568-569/.

Для осуществления изобретения применяют известные методы и средства.

Таким образом, выполнение камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда, и охлаждение верхней части образовавшейся полости холодом лунного космического пространства через пробуренную скважину в лунном грунте благодаря мгновенному переходу водяного льда в результате взрывного нагрева в состояние водяного пара, который конденсируется на верхней поверхности образовавшейся полости, охлаждаемой холодом лунного космического вакуума через скважину, с образованием ледяной корки, позволяет обеспечить очистку лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений.

При этом выполнение камуфлетного взрывания с помощью химических веществ, помещенных в залежь лунного водяного льда, за счет взрывного нагрева лунного водяного льда позволяет ускорить процесс разработки лунного водяного льда.

Изобретение относится к сфере космических технологий и может быть использовано для сбора водяного льда на Луне. Способ разработки лунного водяного льда включает бурение через слой лунного грунта, размещение внутри залежи лунного водяного льда взрывчатых веществ, осуществление камуфлетного взрывания с образованием полости. После образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства. Изобретение направлено на обеспечение очистки лунного водяного льда от химических примесей и механических загрязнений, а также на ускорение процесса разработки лунного водяного льда.

Способ выполнения разработки лунного водяного льда, при котором внутрь залежи лунного водяного льда, покрытой слоем лунного грунта, с помощью бурения помещают химические вещества, генерирующие нагрев, вызывающий образование полости в залежи лунного водяного льда, отличающийся тем, что с помощью помещенных в залежь лунного водяного льда взрывчатых веществ выполняют камуфлетное взрывание, а после образования полости через пробуренную скважину охлаждают верхнюю часть полости холодом лунного космического пространства.