Eine aktuelle Studie der University of Texas at El Paso (UTEP) hebt den Einsatz von Computational Fluid Dynamics (CFD) zur Modellierung der Treibstoffproduktion unter Verwendung von In-Situ-Ressourcen hervor. Diese Forschung ist entscheidend, um die zukünftige Weltraumforschung nachhaltiger und kosteneffizienter zu gestalten, indem Ressourcen genutzt werden, die auf anderen Planetenkörpern verfügbar sind.
Die In-Situ-Ressourcennutzung (ISRU) gewinnt als Methode zur Reduzierung der Missionskosten durch die Nutzung von Ressourcen im Weltraum an Bedeutung. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der Herstellung von Raketentreibstoff aus Ressourcen, die auf dem Mond und dem Mars verfügbar sind, was die Menge des von der Erde zu transportierenden Materials erheblich reduzieren würde.
Die NASA arbeitet aktiv mit OxEon Energy zusammen, um ein System zu entwickeln, das in der Lage ist, Mondboden in Sauerstoff und Methan umzuwandeln. Dieses System umfasst einen Kondensator, der dazu dient, Wasser von Methan zu trennen und sich zwischen dem Methanisierungsreaktor und dem Festoxid-Elektrolysesystem (SOE) befindet. Forscher der UTEP haben ihre CFD-Bemühungen auf diesen Kondensator gerichtet und STAR-CCM+, eine von Siemens entwickelte Software, verwendet, um seine Leistung zu simulieren und zu optimieren.
Das CFD-Modell konzentriert sich auf Schlüsselmetriken wie die Kondensationsrate und den Gasmassenstrom, die beide in Gramm pro Stunde gemessen werden. Diese Metriken sind entscheidend für die Verbesserung der Effizienz des Kondensators bei der Trennung von Wasser und Methan und tragen so zur Gesamteffektivität der ISRU-Technologien bei. Durch die Optimierung der Treibstoffproduktion im Weltraum können Weltraummissionen realisierbarer und erschwinglicher werden.