首先，从月球资源、月球近期过程、碳热过程、极地冰、氧化铁还原等方面对月球ISPP进行分析。基本上有4种潜在的月球资源:(1)表土中的硅酸盐通常含氧量大于40%。(2)含FeO用于氢还原的风化层。FeO含量可能在5%到14%之间变化，导致可回收氧含量在1%到3%之间。(3)太阳风产生的风化层中嵌入的原子(通常是百万分之一)。(4)两极附近永久阴影陨石坑的风化孔中的水冰(百分比未知，但在某些地方可能有几个百分比)。NASA近期的月球ISPP计划似乎是基于H2和O2推进剂。碳热过程(见图1)从月球风化层中产生氧气。计划有2个ISPP模块，每个模块在7.4个月的连续日照期间以批量方式独立运行。最初的计划是每个模块每年生产8吨氧气，但后来提供了一个每年生产3.5吨的缩小版。对于极地冰，作者设想这样一个系统:挖掘机/搬运车行驶1200次，每次运送416公斤含水的风化层，而风化层处理站油轮行驶37次，每次运送275公斤水。然而，应该指出的是，没有人能根据实地观察得出可靠的估计。氢还原系统通过还原月球风化层中的金属氧化物，主要是氧化铁来运行。然而，最初的建模练习预测了整个系统的质量和各种氧气生产质量率的功率需求，使用美国宇航局开发的氢还原，得出了令人印象深刻的大数字。
图1所示。碳热过程流程图。
然后，从火星资源、大气CO2电解、反水气合成(RWGS)、水基火星ISPP等方面对火星ISPP进行分析。ISPP的火星资源包括(a)含有~95%的二氧化碳作为氧气供应的大气，(b)含有水化水作为H2O来源的矿物质的风化层，以及(c)高纬度地区近地表风化层中嵌入的水冰。ISPP最简单、最直接的方法是电解火星大气中的二氧化碳，将二氧化碳分解成CO和O2。系统如图5所示。NASA似乎可以利用固体氧化物电解电池(SOEC)技术领域的相对较小的投资，通过继续将地面SOEC技术的进步应用于空间应用。RWGS的效率受反应温度的影响较大。这一系统在进一步发展后的效率和实用性还有待观察。最后，认为基于水的火星ISPP比同时产生CH4和O2的过程更可取，因为在短期内，将CH4带到火星比携带水更简单。
图5所示。端到端二氧化碳电解系统。
最后，讨论了月球和火星ispp的功率。每一种形式的互联网服务提供商都是权力饥渴者。为月球或火星上的ISPP提供电力是一项重大挑战。火星上ISPP的电力需求与宇航员到达火星后维持生命的电力需求大致相当。因此，电力系统的质量、成本和物流不属于ISPP。相比之下，月球ISPP的功率需求远远超过了生命保障的功率需求，而且月球ISPP所消耗的功率是生命保障功率的累加，因此月球ISPP的全部功率、成本和物流都归结于月球ISPP，降低了投资回报率。对于火星ISPP，最近的研究得出结论，使用太阳能可能比以前想象的更可行。与核能相比，太阳能可能具有巨大的优势。然而，对我们来说，使用多千瓦反应堆的计划似乎风险较小。此外，最近对锂-二氧化碳电池的研究显示出了希望，而且二氧化碳在火星上很容易获得。但这似乎不是短期的。月球上的电力可以来自核反应堆或太阳能。目前对月球ISPP的想法似乎是，将太阳能聚光器建在陨石坑的山脊上，并将其发射到陨石坑永久阴影区域内的接收器上，在那里，集中的太阳通量将部分转化为电能。一个更简单的方法可能是一个千功率的裂变反应堆和一个带铜线的系绳连接到水处理单元。另一种方法是从卫星阵列发射能量。总而言之，作者得出的结论是，尽管正在进行重返月球的任务，但NASA最好从地球上向月球携带推进剂，同时在适度的水平上追求更可行的火星ISPP。
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希望本篇文章《NASA在火星与月球燃料选择中的复杂性与简单性权衡》能对你有所帮助！
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