Junto con los avances en la exploración espacial, recientemente hemos visto mucho tiempo y dinero invertido en tecnologías que podrían permitir la utilización eficaz de los recursos espaciales. Y al frente de estos esfuerzos ha estado un enfoque nítido para encontrar la mejor manera de producir oxígeno en la Luna.
En octubre del 2021, la Agencia Espacial Australiana y la NASA firmaron un acuerdo para enviar un rover de fabricación australiana a la Luna bajo el programa Artemis, con el objetivo de recolectar rocas lunares que finalmente podrían proporcionar oxígeno respirable en la Luna.
Aunque la Luna tiene una atmósfera, es muy delgada y está compuesta principalmente de hidrógeno, neón y argón. No es el tipo de mezcla gaseosa que podría sustentar a los mamíferos dependientes del oxígeno, como los humanos.
Dicho esto, en realidad hay mucho oxígeno en la Luna. Simplemente no está en forma gaseosa. En cambio, está atrapado dentro del regolito, la capa de roca y polvo fino que cubre la superficie de la Luna. Si pudiéramos extraer oxígeno del regolito, ¿sería suficiente para sustentar la vida humana en la Luna?
La amplitud del oxígeno
El oxígeno se puede encontrar en muchos de los minerales del suelo que nos rodea. Y la Luna está compuesta principalmente de las mismas rocas que encontrarás en la Tierra (aunque con una cantidad ligeramente mayor de material proveniente de los meteoritos).
Minerales como sílice, aluminio y óxidos de hierro y magnesio dominan el paisaje lunar. Todos estos minerales contienen oxígeno, pero no en una forma a la que puedan acceder nuestros pulmones.
En la Luna, estos minerales existen en algunas formas diferentes, que incluyen roca dura, polvo, grava y piedras que cubren la superficie. Este material es el resultado de los impactos de meteoritos que chocaron contra la superficie lunar durante incontables milenios.
Algunas personas llaman a la capa superficial de la Luna “suelo” lunar, pero como científico del suelo dudo en usar este término. El suelo tal como lo conocemos es algo bastante mágico que solo ocurre en la Tierra. Ha sido creado por una gran variedad de organismos que trabajan en el material original del suelo, el regolito, derivado de la roca dura, durante millones de años.
El resultado es una matriz de minerales que no estaban presentes en las rocas originales. El suelo de la Tierra está imbuido de notables características físicas, químicas y biológicas. Mientras tanto, los materiales en la superficie de la Luna son básicamente regolito en su forma original e intacta.
Entra una sustancia, salen dos
El regolito de la Luna se compone de aproximadamente un 45% de oxígeno. Pero ese oxígeno está fuertemente ligado a los minerales mencionados anteriormente. Para romper esos fuertes lazos, necesitamos poner energía.
Es posible que esté familiarizado con esto sí sabe acerca del electrólisis. En la Tierra, este proceso se usa comúnmente en la fabricación, como para producir aluminio. Se pasa una corriente eléctrica a través de una forma líquida de óxido de aluminio (comúnmente llamado alúmina) a través de electrodos, para separar el aluminio del oxígeno.
En este caso, el oxígeno se produce como subproducto. En la Luna, el oxígeno sería el producto principal y el aluminio (u otro metal) extraído sería un subproducto potencialmente útil.
Es un proceso bastante sencillo, pero hay un problema: consume mucha energía. Para ser sostenible, necesitaría ser apoyado por energía solar u otras fuentes de energía disponibles en la Luna.
La extracción de oxígeno del regolito también requeriría un equipo industrial sustancial. Primero tendríamos que convertir el óxido de metal sólido en forma líquida, ya sea aplicando calor o calor combinado con solventes o electrolitos.
Tenemos la tecnología para hacer esto en la Tierra, pero mover este aparato a la Luna y generar suficiente energía para hacerlo funcionar será un gran desafío.
A principios del 2021, la startup Space Applications Services, con sede en Bélgica, anunció que estaba construyendo tres reactores experimentales para mejorar el proceso de producción de oxígeno mediante electrólisis.
Esperan enviar la tecnología a la Luna para 2025 como parte de la misión de utilización de recursos in situ (ISRU) de la Agencia Espacial Europea.
¿Cuánto oxígeno podría proporcionar la Luna?
Dicho esto, cuando logremos lograrlo, ¿cuánto oxígeno podría entregar realmente la Luna? Bueno, bastante como resultado.
Si ignoramos el oxígeno atrapado en el material rocoso más profundo de la Luna, y solo consideramos el regolito, que es fácilmente accesible en la superficie, podemos obtener algunas estimaciones.
Cada metro cúbico de regolito lunar contiene una media de 1,4 toneladas de minerales, incluidos unos 630 kilogramos de oxígeno. La NASA dice que los humanos necesitan respirar alrededor de 800 gramos de oxígeno al día para sobrevivir. Entonces, 630 kg de oxígeno mantendrían viva a una persona durante aproximadamente dos años (o poco más).
Ahora supongamos que la profundidad promedio del regolito en la Luna es de unos diez metros, y que podemos extraer todo el oxígeno de esto. Eso significa que los diez primeros metros de la superficie de la Luna proporcionarían suficiente oxígeno para sustentar a los ocho mil millones de personas en la Tierra durante unos 100.000 años.
Esto también dependería de la eficacia con la que lográramos extraer y utilizar el oxígeno. De todos modos, ¡esta figura es bastante sorprendente!
Habiendo dicho eso, lo tenemos bastante bien aquí en la Tierra. Y deberíamos hacer todo lo posible para proteger el planeta azul, y su suelo en particular, que continúa sustentando toda la vida terrestre sin que lo intentemos.
Autor: John subvención.
Profesor de Ciencias del Suelo, Southern Cross University… Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation, bajo una licencia Creative Commons.