Aby długoterminowa obecność na Księżycu była opłacalna, potrzebujemy dużej ilości energii elektrycznej. Możemy tworzyć systemy zasilania na Księżycu bezpośrednio z materiałów, które istnieją wszędzie na powierzchni, bez specjalnych substancji sprowadzanych z Ziemi. Pracownicy Blue Origin są pionierami technologii i zademonstrowali wszystkie kroki. Ich podejście, Blue Alchemist, może skalować się w nieskończoność, eliminując moc jako ograniczenie w dowolnym miejscu na Księżycu.

Zaczęto od stworzenia imitacji regolitu, które są chemicznie i mineralogicznie równoważne regolitowi księżycowemu, uwzględniając reprezentatywną księżycową zmienność wielkości ziaren i składu chemicznego. Dzięki temu materiał wyjściowy jest tak realistyczny, jak to tylko możliwe, a nie tylko mieszaniną tlenków istotnych dla Księżyca. Opracowano i zakwalifikowano wydajny, skalowalny i bezkontaktowy proces topienia i przenoszenia stopionego regolitu, który jest odporny na naturalne zmiany właściwości regolitu na Księżycu.

Używając symulantów regolitu, reaktor Blue Origin wytwarza żelazo, krzem i aluminium poprzez elektrolizę stopionego regolitu, w której prąd elektryczny oddziela te pierwiastki od tlenu, z którym są związane. Tlen do napędu i podtrzymywania życia jest produktem ubocznym.

Zastrzeżony przez Blue Origin podsystem transportowy przenosi i oddziela stopiony materiał w temperaturach powyżej 1600 stopni Celsjusza w kontrolowany i energooszczędny sposób, jednocześnie wytrzymując wysokie temperatury i korozyjne środowisko. Elektroliza stopionego regolitu wydobywa żelazo, następnie krzem, a na koniec aluminium, przepuszczając prąd przez stopiony regolit. Unoszące się pęcherzyki tlenu w jednym z reaktorów pokazują, że metale i metaloidy oddzielają się od tlenu. Geometria reaktora, podejście do wydobycia metali i dobór materiałów umożliwią trwałe operacje na Księżycu.

Proces opracowany przez zespół firmy Blue Origin oczyszcza krzem do ponad 99,999%. Ten poziom czystości jest wymagany do stworzenia wydajnych ogniw słonecznych. Podczas, gdy typowe metody oczyszczania krzemu na Ziemi wykorzystują duże ilości toksycznych i wybuchowych chemikaliów, ich proces wykorzystuje tylko światło słoneczne i krzem z reaktora.

W tym nowatorskim procesie wytwarzane są ogniwa słoneczne, w tym szkło nakrywkowe, przy użyciu wyłącznie produktów z reaktora. Te długowieczne komórki są odporne na degradację spowodowaną promieniowaniem na Księżycu. Na animacji widzimy topienie krzemu, a także osadzanie się cienkich warstw, które tworzą ogniwa słoneczne.

W celu ochrony przed surowym środowiskiem księżycowym ogniwa słoneczne wymagają szklanej osłony; bez tego przetrwałyby tylko kilka dni. Technika BA wykorzystuje wyłącznie produkty uboczne elektrolizy stopionego regolitu do wytwarzania szkieł nakrywkowych, które umożliwiają księżycowy czas działania urządzeń przekraczający dekadę.

Ponieważ ta technologia wytwarza ogniwa słoneczne o zerowej emisji dwutlenku węgla, bez wody i bez toksycznych składników lub innych chemikaliów, ma ogromny potencjał, aby bezpośrednio przynieść korzyści Ziemi.

Zróżnicowany zespół Blue Origin jest przygotowany do produkcji ogniw słonecznych i przewodów transmisyjnych z imitacji księżycowego regolitu. Zebrali w jednym laboratorium ludzi i urządzenia potrzebne do przekształcenia regolitu w ogniwa słoneczne i przewody:

Ludzie: zespół obejmuje wszystkie dyscypliny potrzebne do rozwiązania tego bezprecedensowego wyzwania technicznego: geologów, geochemików, elektrochemików, metalurgów, naukowców zajmujących się materiałami i fotowoltaiką, specjalistów od dynamiki płynów, inżynierów mechaników i elektryków, robotyków oraz inżynierów instrumentów, lotów kosmicznych i systemów.

Zaplecze: laboratorium BO jest odpowiednio wyposażone na każdym etapie kompleksowego procesu przekształcania regolitu w ogniwa słoneczne i drut aluminiowy, w tym w testowanie jakości i trwałości.

Chociaż wizja Blue Alchemist jest technicznie ambitna, ta technologia jest już teraz realna. Cel Blue Origin, jakim jest produkcja energii słonecznej przy użyciu wyłącznie zasobów księżycowych, jest zgodny z najwyższym priorytetem NASA w zakresie rozwoju infrastruktury Księżyc-Mars.

Nauka życia poza Ziemią – na Księżycu i na Marsie – będzie wymagała szeroko zakrojonej współpracy całej społeczności ISRU (Systemy Wykorzystywania Lokalnych Zasobów Kosmicznych). Po zademonstrowaniu i wdrożeniu na Księżycu Blue Alchemist dostarczy nieograniczoną energię słoneczną wszędzie tam, gdzie będzie jej potrzebować sektor kosmiczny.