Ученые из Университета Техаса в Эль-Пасо (UTEP) применили вычислительную гидродинамику (CFD) для совершенствования систем производства ракетного топлива на Луне. Это значительное достижение в области технологий использования местных ресурсов (ISRU), что позволяет уменьшить затраты на космические экспедиции через добычу ресурсов за пределами Земли. Исследование сосредоточено на моделировании конденсатора — ключевого элемента системы, созданной NASA и компанией OxEon Energy для извлечения метана и кислорода из лунной поверхности.
В рамках проекта исследователи симулировали процесс работы конденсатора, отделяющего воду от метана в процессе производства топлива. Для этой задачи использовался промышленный пакет STAR-CCM+ от Siemens, позволяющий избежать трудоемкой постройки модели с нуля. Основные показатели анализа включали скорость конденсации (грамм/час) и массовый поток газа. Полученные результаты сопоставили с испытаниями, проведенными в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL). Погрешность составила 7,3% для конденсации и 2,2% для потока газа, что является отличными результатами для CFD-моделей.
Цель данного исследования — не просто воссоздать эксперимент, но и заложить основу для масштабирования системы. На Луне такие установки должны функционировать в промышленных масштабах, что требует тщательного расчёта размеров компонентов. Текущие испытания проводились на прототипах, но модель UTEP поможет в создании полноценных вариантов, адаптированных к условиям Луны.
Успех данной работы подтверждает, что CFD-анализ является эффективным инструментом для задач ISRU. Это особенно актуально в контексте планов NASA по строительству долговременных лунных баз, где самостоятельное производство топлива станет жизненно важным. В дальнейшем планируется интеграция этой модели в проектирование систем большего масштаба. Хотя до практического применения еще далеко, исследование демонстрирует, как современные инженерные решения могут преодолевать задачи будущего.
Источник: iXBT
