RU2770939C1 - Способ выполнения разработки лунного водяного льда - Google Patents
Способ выполнения разработки лунного водяного льда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770939C1 RU2770939C1 RU2021122870A RU2021122870A RU2770939C1 RU 2770939 C1 RU2770939 C1 RU 2770939C1 RU 2021122870 A RU2021122870 A RU 2021122870A RU 2021122870 A RU2021122870 A RU 2021122870A RU 2770939 C1 RU2770939 C1 RU 2770939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lunar
- water ice
- cavity
- ice
- deposit
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 241001061257 Emmelichthyidae Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G4/00—Tools specially adapted for use in space
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
- E03B3/30—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from snow or ice
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C51/00—Apparatus for, or methods of, winning materials from extraterrestrial sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
- F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
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.
Description
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.
Claims (1)
- 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122870A RU2770939C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Способ выполнения разработки лунного водяного льда |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122870A RU2770939C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Способ выполнения разработки лунного водяного льда |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2770939C1 true RU2770939C1 (ru) | 2022-04-25 |
Family
ID=81306249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122870A RU2770939C1 (ru) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Способ выполнения разработки лунного водяного льда |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2770939C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117113C1 (ru) * | 1996-10-30 | 1998-08-10 | Институт проблем освоения Севера СО РАН | Способ получения пресной воды |
| US20140262278A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Otis R. Walton | Method and Apparatus for Extracting Frozen Volatiles from Subsurface Regolith |
| RU2016122420A (ru) * | 2016-06-06 | 2017-12-07 | Александр Федорович Попов | Способ растапливания лунного водяного льда |
| WO2018029833A1 (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社ｉｓｐａｃｅ | 探査方法、探査システム及び探査機 |
| US20190271228A1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-09-05 | Colorado School Of Mines | System and method of extracting and collecting water from a regolith |
| CN113107494A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-07-13 | 北京科技大学 | 一种月球水冰原位加热开采的方法 |
-
2021
- 2021-07-29 RU RU2021122870A patent/RU2770939C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117113C1 (ru) * | 1996-10-30 | 1998-08-10 | Институт проблем освоения Севера СО РАН | Способ получения пресной воды |
| US20140262278A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Otis R. Walton | Method and Apparatus for Extracting Frozen Volatiles from Subsurface Regolith |
| RU2016122420A (ru) * | 2016-06-06 | 2017-12-07 | Александр Федорович Попов | Способ растапливания лунного водяного льда |
| WO2018029833A1 (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社ｉｓｐａｃｅ | 探査方法、探査システム及び探査機 |
| US20190271228A1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-09-05 | Colorado School Of Mines | System and method of extracting and collecting water from a regolith |
| CN113107494A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-07-13 | 北京科技大学 | 一种月球水冰原位加热开采的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| БАГРОВ А.В. и др. Промышленная заготовка водяного льда в космосе. ЖУРНАЛ. Воздушно-космическая сфера. 2019, с.76-81, абзацы 3,4. * |
| БАГРОВ А.В. и др. Промышленная заготовка водяного льда в космосе. ЖУРНАЛ. Воздушно-космическая сфера. 2019, с.76-81, абзацы 3,4. КЕМУРДЖИАН А.Л. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. М.: "Машиностроение". 1976, всего 200 с., с. 49 -59. * |
| КЕМУРДЖИАН А.Л. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. М.: "Машиностроение". 1976, всего 200 с., с. 49 -59. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pineau et al. | Carbon isotopes and concentrations in mid-oceanic ridge basalts | |
| US3113620A (en) | Process for producing viscous oil | |
| Haack et al. | Iron and stony-iron meteorites | |
| Gilmour et al. | Terrestrial carbon and nitrogen isotopic ratios from Cretaceous-Tertiary boundary nanodiamonds | |
| Yu et al. | Early orogenic gold mineralization event in the West Qinling related to closure of the Paleo-Tethys Ocean–Constraints from the Ludousou gold deposit, central China | |
| Nivin et al. | A review of the occurrence, form and origin of C-bearing species in the Khibiny Alkaline Igneous Complex, Kola Peninsula, NW Russia | |
| O'Brien et al. | Numerical calculations of the longevity of impact oases on Titan | |
| RU2770939C1 (ru) | Способ выполнения разработки лунного водяного льда | |
| US3001775A (en) | Vertical flow process for in situ retorting of oil shale | |
| Sun et al. | Geology, chronology, fluid inclusions, and H–o–s isotopic compositions of the Hongyuntan magnetite deposit, Eastern Tianshan, NW China | |
| Cui et al. | Melt–fluid and fluid–fluid immiscibility in a Na2SO4–SiO2–H2O system and implications for the formation of rare earth deposits | |
| Zhang et al. | Genesis of the Jianzhupo Sb–Pb–Zn–Ag deposit and formation of an ore shoot in the Wuxu ore field, Guangxi, South China | |
| Chepurov et al. | Dissolution of diamond crystals in a heterogeneous (metal–sulfide–silicate) medium at 4 GPa and 1400 C | |
| Viglino et al. | Stable-isotope evidence for a magmatic component in fumarole condensates from Augustine volcano, Cook Inlet, Alaska, USA | |
| Taylor et al. | Some properties of heavy water | |
| Zayakina et al. | Rare hydrated magnesium carbonate minerals of the kimberlite pipe Obnazhennaya, The Yakutian Kimberlite Province | |
| Potter et al. | Large-scale carbon isotope fractionation in evaporites and the generation of extremely 13C-enriched methane | |
| Madrigal et al. | Petrographic analysis of the volcanic bombs and blocks from Poás Volcano: april-june 2017 eruptive period | |
| US1759456A (en) | Process of extracting useful elements from their ores by the aid of gases | |
| Mitchell et al. | A Proposed Cryovolcanic Eruption Model for Enceladus' Plume | |
| Hewathilake et al. | Use of crystal morphologies to unravel the origin of vein graphite in Sri Lanka | |
| Peng | Structural architecture and spatial-temporal distribution of the Archean domains in the Eastern North China craton | |
| RU2530143C1 (ru) | Способ комплексного освоения угольного месторождения | |
| US3215471A (en) | Enhancing potassium chloride dissolution by the addition of ferro- and ferricyanides | |
| Monteiro et al. | Alternative Reagents for Lithium Extraction from Lepidolite Ore: A Preliminary Fractional Factorial Design Study |