ในการสำรวจอวกาศการใช้ทรัพยากรในพื้นที่ ( ISRU ) คือการปฏิบัติในการรวบรวม ประมวลผล จัดเก็บ และใช้วัสดุที่พบหรือผลิตบนวัตถุทางดาราศาสตร์ อื่น ๆ (ดวงจันทร์ ดาวอังคาร ดาวเคราะห์น้อย ฯลฯ) ซึ่งใช้ทดแทนวัสดุที่ต้องนำมาจากโลก^{[ 1 ]}

ISRU สามารถจัดหาวัสดุสำหรับระบบช่วยชีวิตเชื้อเพลิงวัสดุก่อสร้างและพลังงานให้กับยาน อวกาศ หรือลูกเรือสำรวจอวกาศได้[ ^{2 ] ปัจจุบัน}ยานอวกาศ และภารกิจหุ่นยนต์บนพื้นผิวดาวเคราะห์ มักใช้รังสีจากดวงอาทิตย์ในบริเวณนั้นในรูปแบบของแผงโซลาร์เซลล์การใช้ ISRU สำหรับการผลิตวัสดุยังไม่เคยถูกนำมาใช้ในภารกิจอวกาศ แม้ว่าการทดสอบภาคสนามหลายครั้งในช่วงปลายทศวรรษ 2000 จะแสดงให้เห็นถึงเทคนิค ISRU บนดวงจันทร์ต่างๆ ในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง^{[ 3 ]}

ISRU ได้รับการพิจารณามานานแล้วว่าเป็นแนวทางที่เป็นไปได้ในการลดมวลและต้นทุนของสถาปัตยกรรมการสำรวจอวกาศ เนื่องจากอาจเป็นวิธีลดปริมาณน้ำหนักบรรทุกที่ต้องส่งจากโลกเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ดวง ใดดวงหนึ่งได้อย่างมาก ตามที่NASA กล่าวไว้ ว่า "การใช้ทรัพยากรในพื้นที่จะช่วยให้การจัดตั้งการสำรวจและปฏิบัติการนอกโลก เป็นไปได้ในราคาที่เหมาะสม โดยการลดปริมาณวัสดุที่นำจากโลกให้น้อยที่สุด" ^{[ 4 ]}

ในบริบทของ ISRU (การใช้ทรัพยากรในพื้นที่) น้ำมักถูกแสวงหาโดยตรงในฐานะเชื้อเพลิงหรือวัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิง การใช้งานรวมถึงการใช้ในระบบดำรงชีวิต ไม่ว่าจะเป็นการดื่ม การปลูกพืชการผลิตออกซิเจนหรือกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องการน้ำในสิ่งแวดล้อมและอุปกรณ์ในการสกัดน้ำ น้ำนอกโลก ดังกล่าว ถูกค้นพบในรูปแบบต่างๆ ทั่วระบบสุริยะและมีการศึกษาเทคโนโลยีการสกัดน้ำที่มีศักยภาพหลายอย่าง สำหรับน้ำที่ถูกยึดติดทางเคมีกับดินน้ำแข็ง หรือดินเยือกแข็ง การให้ความร้อนที่เพียงพอสามารถดึงน้ำกลับมาได้ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายอย่างที่คิด เพราะน้ำแข็งและดินเยือกแข็งมักจะแข็งกว่าหินธรรมดา ทำให้ต้องใช้การขุดเหมืองที่ยากลำบาก ในบริเวณที่มีชั้นบรรยากาศ เช่น บนดาวอังคาร สามารถสกัดน้ำได้โดยตรงจากอากาศโดยใช้กระบวนการง่ายๆ เช่นWAVARแหล่งน้ำอีกแหล่งหนึ่งที่เป็นไปได้คือชั้นหินอุ้มน้ำลึกที่ได้รับความอบอุ่นจากความร้อนแฝงทางธรณีวิทยาของดาวอังคาร ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตทั้งน้ำและพลังงานความร้อนใต้พิภพได้

มีการเสนอให้ผลิตเชื้อเพลิงจรวดจากพื้นผิวดวงจันทร์โดยการแปรรูปน้ำแข็งที่ตรวจพบที่ขั้วโลกความยากลำบากที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ การทำงานที่อุณหภูมิต่ำมากและการสกัดน้ำจากเรโกลิธแผนการส่วนใหญ่จะแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนและ เก็บรักษาไว้ในรูปของเหลว ด้วยวิธีไครโอเจนิก ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์และพลังงานจำนวนมากจึงจะทำได้ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง อาจเป็นไปได้ที่จะให้ความร้อนแก่น้ำในจรวดนิวเคลียร์หรือจรวดความร้อนจากแสงอาทิตย์[ ^{5 ] ซึ่ง}อาจสามารถส่งมวลขนาดใหญ่จากดวงจันทร์ไปยังวงโคจรต่ำของโลก (LEO) ได้ แม้ว่าจะมีแรงขับจำเพาะ ที่ต่ำกว่ามาก ก็ตาม สำหรับอุปกรณ์จำนวนหนึ่ง^{[ 6 ]}

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂O₂ _{) ซึ่ง}เป็น เชื้อเพลิงโมโนโพ รเพลแลนต์ สามารถผลิตได้จากน้ำบนดาวอังคารและดวงจันทร์^{[ 7 ]}

มีการเสนอให้ใช้ อะลูมิเนียมและโลหะอื่นๆ เป็นเชื้อเพลิงจรวดที่ผลิตโดยใช้ทรัพยากรบนดวงจันทร์^{[ 8 ]}และข้อเสนอต่างๆ รวมถึงการทำปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับน้ำ^{[ 9 ]}

สำหรับการเดินทางไปยังดาวอังคาร สามารถผลิตเชื้อเพลิงมีเทนได้โดยใช้กระบวนการซาบาเทียร์บริษัท SpaceXได้เสนอให้สร้างโรงงานผลิตเชื้อเพลิงบนดาวอังคารโดยใช้กระบวนการนี้ในการผลิตมีเทน ( CH₄)₄) และออกซิเจนเหลว (O ₂ ) จากน้ำแข็งใต้ผิวดินและคาร์บอนไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศ₂[ ^{10 ]​}

ในอดีต ออกซิเจนเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักในการสกัดเมื่อพิจารณา ISRU ในอวกาศ^{[ 11 ]}แหล่งออกซิเจนหลักในอวกาศคือเรโกลิธ ของดาวเคราะห์ ซึ่งเมื่อถูกลด ทางเคมี เพื่อสกัดออกซิเจนก็จะนำไปสู่การผลิตโลหะเป็นผลพลอยได้^{[ 12 ]}ก่อนการประกาศโครงการอาร์เทมิสของนาซาเล็กน้อย การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการที่มุ่งเป้าไปที่การสกัดโลหะโดยเฉพาะเริ่มแพร่หลายมากขึ้น^{[ 13 ]}มีการเสนอแนะกรณีการใช้งานมากมายสำหรับโลหะที่สกัดจากทรัพยากรนอกโลก รวมถึงวัสดุก่อสร้าง ( Si , Al , Fe , Mg , Ti , Mn , Cr ) ^{[ 14 ]}เชื้อเพลิงจรวดแข็ง (Al, Mg) ^{[ 15 ]}การเก็บพลังงาน ( K , Na , Mn, Ti, Mg, Fe, Al, Si) ^{[ 16 ]}และของเหลวและสารหล่อเย็นทางความร้อน( NaK ) ^{[ 17 ]}

กระบวนการหลายอย่างที่ได้รับการตรวจสอบสำหรับการสกัดโลหะในอวกาศเป็นเส้นทางการประมวลผลที่จัดตั้งขึ้นแล้วบนโลก ยกเว้นว่าการออกแบบที่พร้อมสำหรับอวกาศจำเป็นต้องคำนึงถึงเงื่อนไขที่แตกต่างกันอย่างมากที่พบในอวกาศ รวมถึงแรงโน้มถ่วงความดันสภาพรังสีปัญหาห่วงโซ่อุปทาน ความพร้อมของน้ำ และความต้องการระบบอัตโนมัติ / การ ทำงาน ระยะไกล^{[ 12 ]}

มีการเสนอมานานแล้วว่าเซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตได้จากวัสดุที่มีอยู่ในดินบนดวงจันทร์ ซิลิคอน อะลูมิเนียม และแก้ว ซึ่งเป็นวัสดุหลักสามชนิดที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ พบได้ในความเข้มข้นสูงในดินบนดวงจันทร์และสามารถใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ได้^{[ 18 ]}ในความเป็นจริง สุญญากาศตามธรรมชาติบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นสภาพแวดล้อมที่ยอดเยี่ยมสำหรับการตกตะกอนสุญญากาศโดยตรงของวัสดุฟิล์มบางสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์^{[ 19 ]}

แผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตบนพื้นผิวดวงจันทร์สามารถนำไปใช้สนับสนุนการปฏิบัติงานบนพื้นผิวดวงจันทร์ รวมถึงดาวเทียมที่อยู่นอกพื้นผิวดวงจันทร์ได้ แผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตบนพื้นผิวดวงจันทร์อาจมีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าแผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตและขนส่งจากโลก แต่ข้อแลกเปลี่ยนนี้ขึ้นอยู่กับสถานที่ใช้งานเฉพาะนั้นๆ เป็นอย่างมาก

การประยุกต์ใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่ได้จากดวงจันทร์อีกประการหนึ่งที่เป็นไปได้คือการให้พลังงานแก่โลก ในรูปแบบดั้งเดิมที่รู้จักกันในชื่อดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ข้อเสนอนี้มีจุดประสงค์เพื่อเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกสำหรับโลกเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรของโลกและประกอบเข้าด้วยกัน โดยพลังงานที่ผลิตได้จะถูกส่งลงมายังโลกผ่านลำแสงไมโครเวฟ^{[ 20 ]}แม้ว่าจะมีการศึกษาเกี่ยวกับต้นทุนของโครงการดังกล่าวมามากแล้ว แต่ความไม่แน่นอนยังคงอยู่ที่ต้นทุนและความซับซ้อนของขั้นตอนการผลิตบนพื้นผิวดวงจันทร์

การตั้งอาณานิคมบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์จะต้องอาศัยการจัดหาวัสดุก่อสร้าง ในท้องถิ่น เช่นเรโกลิธตัวอย่างเช่น การศึกษาที่ใช้ดินดาวอังคารเทียมผสมกับเรซินอีพ็อกซีและเตตระเอทอกซีไซเลนทำให้ได้ค่าพารามิเตอร์ความแข็งแรง ความต้านทาน และความยืดหยุ่นที่สูงพอ^{[ 21 ]}

การทำเหมืองแร่ในดาวเคราะห์น้อยอาจรวมถึงการสกัดโลหะเพื่อใช้เป็นวัสดุก่อสร้างในอวกาศ ซึ่งอาจมีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าการนำวัสดุดังกล่าวขึ้นมาจาก แรงโน้มถ่วงของ โลกหรือของวัตถุขนาดใหญ่อื่นๆ เช่นดวงจันทร์หรือดาวอังคาร ดาวเคราะห์น้อยโลหะมี โลหะที่ชอบน้ำ (siderophilic metals ) จำนวนมหาศาลรวมถึงโลหะมีค่า ด้วย

การวิจัย ISRU สำหรับดาวอังคารมุ่งเน้นไปที่การจัดหาเชื้อเพลิงจรวดสำหรับการเดินทางกลับสู่โลกเป็นหลัก ไม่ว่าจะเป็นภารกิจที่มีลูกเรือหรือภารกิจนำตัวอย่างกลับมา หรือเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงบนดาวอังคาร เทคนิคที่เสนอหลายอย่างใช้บรรยากาศของดาวอังคาร ที่มีลักษณะเฉพาะ เป็นวัตถุดิบ^{[ 22 ]}เนื่องจากสามารถจำลองสิ่งนี้บนโลกได้ ข้อเสนอเหล่านี้จึงค่อนข้างง่ายต่อการนำไปใช้ แม้ว่าจะไม่แน่ใจนักว่า NASA หรือ ESA จะเลือกวิธีการนี้มากกว่าภารกิจโดยตรงแบบดั้งเดิมหรือไม่^{[ 23 ]}

ข้อเสนอทั่วไปสำหรับ ISRU คือการใช้ปฏิกิริยา Sabatier , CO ₂ + 4H ₂ → CH ₄ + 2H ₂ Oเพื่อผลิตมีเทนบนพื้นผิวดาวอังคาร เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงขับเคลื่อน ออกซิเจนจะถูกแยกออกจากน้ำโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสและไฮโดรเจนจะถูกนำกลับมาใช้ในปฏิกิริยา Sabatier อีกครั้ง ประโยชน์ของปฏิกิริยานี้คือ ในปี 2008 เมื่อการมีอยู่ของน้ำบนดาวอังคารยังไม่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์มากนัก มีเพียงไฮโดรเจน (ซึ่งมีน้ำหนักเบา) เท่านั้นที่คิดว่าจำเป็นต้องนำมาจากโลก^{[ 24 ]}

ณ ปี 2018 SpaceXได้ระบุเป้าหมายในการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับโรงงานผลิตเชื้อเพลิงบนดาวอังคารซึ่งอาจใช้รูปแบบที่แตกต่างจากที่อธิบายไว้ในย่อหน้าก่อนหน้า แทนที่จะขนส่งไฮโดรเจนจากโลกเพื่อใช้ในการผลิตมีเทนและออกซิเจน พวกเขากล่าวว่าพวกเขาวางแผนที่จะขุดน้ำที่จำเป็นจากน้ำแข็ง ใต้พื้นผิว ผลิตและจัดเก็บสารตั้งต้นหลัง Sabatier จากนั้นจึงนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเที่ยวบินขากลับของStarshipไม่เร็วกว่าปี 2023 ^{[ 25 ] [ 26 ]}ณ ปี 2023 SpaceX ยังไม่ได้ผลิตหรือเผยแพร่แบบร่างหรือข้อกำหนดใด ๆ สำหรับเทคโนโลยี ISRU ^{[ 27 ]}

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันที่เสนอสำหรับดาวอังคารคือปฏิกิริยาย้อนกลับของการเปลี่ยนก๊าซน้ำCO ₂ + H ₂ → CO + H ₂ Oปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา เหล็ก-โครเมียม ที่อุณหภูมิ 400 °C ^{[ 28 ]} และได้รับการนำไปใช้ใน แท่นทดสอบบนโลกโดย NASA ^{[ 29 ]}อีกครั้ง ไฮโดรเจนจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากน้ำโดยการอิเล็กโทรไลซิสและปฏิกิริยานี้ต้องการไฮโดรเจนจากโลกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ผลลัพธ์สุทธิของปฏิกิริยานี้คือการผลิตออกซิเจน ซึ่งจะนำไปใช้เป็นส่วนประกอบออกซิไดเซอร์ของเชื้อเพลิงจรวด

ปฏิกิริยาอื่นที่เสนอสำหรับการผลิตออกซิเจนและเชื้อเพลิง^{[ 30 ]}คือการอิเล็กโทรไลซิสของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ

${\displaystyle {\ce {{\overset {atmospheric \atop {carbon\ dioxide}}{2CO2}}->[{\text{energy}}]{2CO}+O2}}}$^{[ 31 ]}

นอกจากนี้ ยังมีการเสนอการผลิตออกซิเจน ไฮโดรเจน และ CO ในแหล่งกำเนิด จากแหล่งสะสม เฮมาไทต์ บนดาวอังคารผ่านกระบวนการแยก CO2 /H2O _{ด้วยความ}ร้อนเคมีแบบสองขั้นตอนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัฏจักรปฏิกิริยารีดอก ซ์ของ แมกเนไทต์ / วูสไทต์^{[ 32 ]}แม้ว่าเทอร์โมไลซิสจะเป็นกระบวนการแบบขั้นตอนเดียวที่ตรงที่สุดสำหรับการแยกโมเลกุล แต่ก็ไม่สามารถใช้งานได้จริงหรือไม่มีประสิทธิภาพในกรณีของ H2O _หรือ CO2 _{เนื่องจาก}กระบวนการนี้ต้องการอุณหภูมิสูงมาก (> 2,500 °C) เพื่อให้ได้เศษส่วนการแตกตัวที่มีประโยชน์^{[ 33 ]}ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาในการหาวัสดุเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสม การสูญเสียเนื่องจากการรวมตัวของผลิตภัณฑ์อย่างรุนแรง และการสูญเสียรังสีจากช่องเปิดมากเกินไปเมื่อใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น วัฏจักรปฏิกิริยารีดอกซ์ของแมกเนไทต์/วูสไทต์ได้รับการเสนอครั้งแรกสำหรับการประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์บนโลกโดย Nakamura ^{[ 34 ]} และเป็นหนึ่ง ในวัฏจักร แรกๆ ที่ใช้สำหรับ การแยกน้ำแบบสองขั้นตอนที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ในวัฏจักรนี้ น้ำจะทำปฏิกิริยากับวูสไทต์ (FeO) เพื่อสร้างแมกเนไทต์ (Fe₃O₄ ) _{และไฮโดรเจน}ปฏิกิริยาโดยสรุปในกระบวนการแยกสองขั้นตอนมีดังนี้:

${\displaystyle {\ce {Fe3O4->[{\text{energy}}]{3FeO}+\overbrace {1/2O2} ^{\underset {(\operatorname {by-product} )}{oxygen}}}}}$

และ FeO ที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการแยกน้ำหรือ CO2 ด้วยความ_ร้อน  :

3FeO + H ₂ O → เฟ₃ O ₄ + H ₂

3FeO + CO ₂ → Fe ₃ O ₄ + CO

กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำเป็นวัฏจักร กระบวนการข้างต้นส่งผลให้พลังงานความร้อนที่ป้อนเข้าไปลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับกระบวนการแยกโมเลกุลแบบขั้นตอนเดียวที่ตรงที่สุด^{[ 35 ]}

อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ต้องการวูสไทต์ (FeO) เพื่อเริ่มต้นวงจร แต่บนดาวอังคารไม่มีวูสไทต์หรืออย่างน้อยก็มีในปริมาณไม่มากนัก ถึงกระนั้น วูสไทต์ก็สามารถหาได้ง่ายโดยการลดเฮมาไทต์ (Fe2O3 ₎ซึ่งเป็นวัสดุที่มีอยู่มากมายบนดาวอังคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งสะสมเฮมาไทต์ขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ที่เทอร์รา เมริเดียนี [ ₃₆ ^{]การใช้} วูสไทต์จากเฮมาไทต์ ซึ่งมีอยู่มากมายบนดาวอังคาร เป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่เป็นที่รู้จักกันดีบนโลก และดำเนินการโดยปฏิกิริยาการลดหลักสองอย่างดังต่อไปนี้:

3Fe₂O₃ + H₂ → _{2Fe₃O₄ + H₂O​}​_​​_​​

3Fe ₂ O ₃ + CO → 2Fe ₃ O ₄ + CO ₂

ยานลงจอด Mars Surveyor ปี 2001ที่เสนอไว้ มีจุด ^{ประสงค์}เพื่อสาธิตการผลิตออกซิเจนจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร [ ^{37 ]}และทดสอบเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์และวิธีการบรรเทาผลกระทบของฝุ่นดาวอังคารต่อระบบพลังงาน แต่โครงการนี้ถูกยกเลิก^{[ 38 ]}ภารกิจยานสำรวจ Mars 2020ประกอบด้วยเครื่องสาธิตเทคโนโลยี ISRU ( การทดลอง Mars Oxygen ISRU ) ที่สกัด CO2 _จากชั้นบรรยากาศและผลิต O2 ได้สำเร็จ 5.37 กรัม_{ภายใน}หนึ่งชั่วโมง^{[ 39 ]}

มีการเสนอแนะว่าอาคารบนดาวอังคารอาจสร้างจากหินบะซอลต์ได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี โครงสร้างใต้ดินประเภทนี้จะสามารถปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีได้^{[ 40 ]}

ทรัพยากรทั้งหมดที่จำเป็นในการผลิตพลาสติกมีอยู่บนดาวอังคาร^{[ 41 ] [ 42 ]}ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนเหล่านี้จำนวนมากสามารถเกิดขึ้นได้จากก๊าซที่เก็บเกี่ยวจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร เป็นที่ทราบกันว่ามีออกซิเจนอิสระ คาร์บอนมอนอกไซด์ น้ำ และมีเทนในปริมาณเล็กน้อย^{[ 43 ] [ 44 ]}ไฮโดรเจนและออกซิเจนสามารถผลิตได้โดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ คาร์บอนมอนอกไซด์และออกซิเจนโดยการอิเล็กโทรไลซิสของคาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทนโดยปฏิกิริยา Sabatier ของคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน ปฏิกิริยาพื้นฐานเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับชุดปฏิกิริยาที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถผลิตพลาสติกได้เอทิลีนใช้ในการผลิตพลาสติก เช่นโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีนและสามารถผลิตได้จากคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน: ^{[ 45 ]}

2CO + 4H ₂ → C ₂ H ₄ + 2H ₂ O .

ดวงจันทร์มีวัตถุดิบมากมายที่อาจเกี่ยวข้องกับลำดับชั้นของการใช้งานในอนาคต โดยเริ่มจากการใช้วัตถุดิบจากดวงจันทร์เพื่ออำนวยความสะดวกกิจกรรมของมนุษย์บนดวงจันทร์และพัฒนาไปสู่การใช้ทรัพยากรจากดวงจันทร์เพื่อสนับสนุนความสามารถทางอุตสาหกรรมในอนาคตภายในระบบโลก-ดวงจันทร์^{[ 46 ]}ทรัพยากรธรรมชาติ ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ ออกซิเจน น้ำ ไฮโดรเจน และโลหะ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

แอนอร์ไทต์ซึ่งเป็นวัสดุบนที่สูงของดวงจันทร์สามารถใช้เป็นแร่อะลูมิเนียม ได้ โรงถลุงแร่สามารถผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ โลหะแคลเซียม ออกซิเจน และแก้วซิลิกาจากแอนอร์ไทต์ได้ แอนอร์ไทต์ดิบยังเหมาะสำหรับการผลิตไฟเบอร์กลาสและผลิตภัณฑ์แก้วและเซรามิกอื่นๆ อีกด้วย^{[ 50 ]}เทคนิคการแปรรูปเฉพาะอย่างหนึ่งคือการใช้ฟลูออรีนที่นำมาจากโลกในรูปของโพแทสเซียมฟลูออไรด์เพื่อแยกวัตถุดิบออกจากหินบนดวงจันทร์^{[ 51 ]}

มีการเสนอวิธี การสกัด ออกซิเจนจากเรโกลิธบนดวงจันทร์ มากกว่า 20 วิธี ^{[ 8 ]}ออกซิเจนมักพบในแร่ธาตุและแก้วบนดวงจันทร์ที่มีธาตุเหล็กสูงในรูปของเหล็กออกไซด์สามารถสกัดออกซิเจนได้โดยการให้ความร้อนแก่วัสดุที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 °C และให้สัมผัสกับก๊าซไฮโดรเจน สมการพื้นฐานคือ: FeO + H ₂ → Fe + H _{2 O กระบวนการนี้เพิ่งได้รับการพัฒนาให้ใช้งานได้จริงมากขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ โดยการค้นพบ} เรโกลิธที่มีไฮโดรเจนจำนวนมากใกล้ขั้วดวงจันทร์โดยยานอวกาศคลีเมนไทน์^{[ 52 ]}

วัสดุจากดวงจันทร์อาจใช้เป็นวัสดุก่อสร้างทั่วไปได้เช่นกัน^{[ 53 ]}โดยใช้วิธีการแปรรูป เช่นการเผาผนึกการอัดร้อนการทำให้เป็นของเหลวและวิธีการหล่อบะ ซอลต์ บะ ซอลต์หล่อใช้บนโลกในการก่อสร้าง เช่น ท่อที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูง^{[ 54 ]}แก้วและเส้นใยแก้วสามารถแปรรูปได้ง่ายบนดวงจันทร์และดาวอังคาร^{[ 50 ]}เส้นใยบะซอลต์ยังทำมาจากตัวจำลองเรโกลิธบนดวงจันทร์ด้วย

การทดสอบที่ประสบความสำเร็จได้ดำเนินการบนโลกโดยใช้วัสดุจำลองดินบนดวงจันทร์ สองชนิด คือ MLS-1และMLS -2 ^{[ 55 ]} ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2548 NASA ได้ทำสัญญาสำหรับการผลิตดินจำลองบนดวงจันทร์หรือวัสดุ จำลองดินบนดวงจันทร์^{จำนวน} 16 ตันสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการใช้ดินบนดวงจันทร์ในสถานที่จริง [ ^{56 ] [ 57 ]}

ข้อเสนออื่นๆ^{[ 58 ]}อิงตามโฟบอสและดีมอส ดวงจันทร์เหล่านี้อยู่ในวงโคจรที่ค่อนข้างสูงเหนือดาวอังคาร มีความเร็วหลุดพ้นต่ำมาก และแตกต่างจากดาวอังคารตรงที่มีเดลต้า-วี กลับ จากพื้นผิวสู่วงโคจรต่ำของโลกซึ่งน้อยกว่าการกลับจากดวงจันทร์

เซเรสอยู่ไกลกว่าดาวอังคาร มีค่าเดลต้า-วีสูงกว่า แต่ช่วงเวลาการปล่อยและเวลาเดินทางดีกว่า และแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวเพียง 0.028 กรัม โดยมีความเร็วหลุดพ้นต่ำมากที่ 510 เมตร/วินาที นักวิจัยคาดการณ์ว่าโครงสร้างภายในของเซเรสประกอบด้วยชั้นน้ำแข็งที่อุดมสมบูรณ์อยู่เหนือแกนหิน^{[ 59 ]}

ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกและวัตถุใน แถบ ดาวเคราะห์น้อยอาจเป็นแหล่งวัตถุดิบสำหรับ ISRU ได้เช่นกัน

มีการเสนอให้ "ขุด" ก๊าซเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนจรวดโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าเครื่องสะสมของเหลวขับเคลื่อน ก๊าซในชั้นบรรยากาศเช่น ออกซิเจนและอาร์กอนสามารถสกัดได้จากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ เช่น โลก ดาวอังคาร และดาวเคราะห์ยักษ์ชั้น นอก โดยใช้ ดาวเทียม เครื่องสะสมของเหลวขับเคลื่อนในวงโคจรต่ำ^{[ 60 ]}

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2547 สำนักงานวางแผนและบูรณาการขั้นสูงของ NASA ได้มอบหมายให้ทีมจัดทำแผนที่แสดงขีดความสามารถ ISRU รายงานของทีมดังกล่าว พร้อมกับรายงานของทีมจัดทำแผนที่แสดงขีดความสามารถอีก 14 ทีม ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม พ.ศ. 2548 ^{[ 61 ]}รายงานระบุขีดความสามารถ ISRU เจ็ดประการ: ^{[ 61 ] : 278}

1. การสกัดทรัพยากร
2. การขนถ่ายและลำเลียงวัสดุ
3. การประมวลผลทรัพยากร
4. การผลิตพื้นผิวโดยใช้ทรัพยากรในพื้นที่
5. การก่อสร้างพื้นผิว
6. การจัดเก็บและกระจายผลิตภัณฑ์และวัสดุสิ้นเปลือง ISRU บนพื้นผิว และ
7. ความสามารถในการพัฒนาและรับรองที่เป็นเอกลักษณ์ของ ISRU ^{[ 61 ] : 265}

รายงานฉบับนี้มุ่งเน้นไปที่สภาพแวดล้อมบนดวงจันทร์และดาวอังคาร โดยนำเสนอไทม์ไลน์โดยละเอียด^{[ 61 ] : 274} และแผนงานความสามารถจนถึงปี 2040 ^{[ 61 ] : 280–281} แต่ถือว่ายานลงจอดบนดวงจันทร์จะเกิดขึ้นในปี 2010 และ 2012 ^{[ 61 ] : 280}

ยานลงจอด Mars Surveyor 2001มีจุดประสงค์เพื่อนำอุปกรณ์ทดสอบ MIP (Mars ISPP Precursor) ไปยังดาวอังคาร เพื่อสาธิตการผลิตออกซิเจนจากชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร^{[ 62 ]}แต่ภารกิจดังกล่าวถูกยกเลิก

การ ทดลอง _ผลิตออกซิเจนจากก๊าซในบรรยากาศของดาวอังคาร (MOXIE) เป็นแบบจำลองต้นแบบขนาด 1% บนยานสำรวจPerseverance ของMars 2020ซึ่งผลิตออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารในกระบวนการที่เรียกว่าการแยกด้วยไฟฟ้าของออกไซด์ของแข็ง [ ^{63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] การทดลองนี้ผลิตออกซิเจนได้ 5.37 กรัม เป็น}ครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 เมษายน 2021 ^{[ 67 ]}

ยานสำรวจทรัพยากร บนดวงจันทร์Resource Prospectorได้รับการออกแบบมาเพื่อสำรวจหาทรัพยากรในบริเวณขั้วโลกของดวงจันทร์ และมีการเสนอให้ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2022 ^{[ 68 ] [ 69 ]}แนวคิดภารกิจอยู่ในขั้นตอนก่อนการกำหนดรูปแบบ และยานสำรวจต้นแบบกำลังอยู่ระหว่างการทดสอบเมื่อถูกยกเลิกในเดือนเมษายน 2018 ^{[ 70 ] [ 68 ] [ 69 ]} เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ของยานจะถูกนำไปใช้ในภารกิจยานลงจอดเชิงพาณิชย์หลายภารกิจที่ทำสัญญากับโครงการ Commercial Lunar Payload Services (CLSP) ใหม่ของ NASA ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การทดสอบกระบวนการ ISRU บนดวงจันทร์ต่างๆ โดยการลงจอดอุปกรณ์ต่างๆ บนยานลงจอดและยานสำรวจเชิงพาณิชย์หลายลำ การประกาศรับข้อเสนออย่างเป็นทางการครั้งแรกคาดว่าจะเกิดขึ้นในปี 2019 ^{[ 71 ] [ 72 ]}ผู้สืบทอดทางจิตวิญญาณของ Resource Prospector คือVIPER (ยานสำรวจ )

• แนวคิดการใช้ทรัพยากรสำหรับโครงการ MoonMarsโดย Iris Fleischer, Olivia Haider, Morten W. Hansen, Robert Peckyno, Daniel Rosenberg และ Robert E. Guinness; 30 กันยายน 2546; IAC Bremen, 2546 (29 กันยายน – 3 ตุลาคม 2546) และ MoonMars Workshop (26–28 กันยายน 2546, Bremen) เข้าถึงเมื่อวันที่ 18 มกราคม 2553
• Crawford, Ian A. (2015). "Lunar Resources: A Review". Progress in Physical Geography. 39 (2): 137–167. arXiv:1410.6865. Bibcode:2015PrPhG..39..137C. doi:10.1177/0309133314567585. S2CID 54904229.

• UW AA Dept. ISRU Research Lab
• ISRU solar cell manufacture
• ISRU on the Moon
• Moon Ice For LEO to GEO Transfers Orders of magnitude lower cost for rocket propellant if lunar ice is present
• Homesteading the Planets with Local Materials
• Rincon, Paul (22 January 2013). "New venture 'to mine asteroids'". BBC News.
• In-Situ Resource Utilization (ISRU) Capabilities nasa.gov