Descubierto por primera vez: el suelo lunar puede ayudar a los humanos a producir oxígeno en el espacio.
Estudio de laboratorio de la luna creciente Los experimentos en las rocas sugieren que contienen sustancias que potencialmente podrían usarse como catalizadores para crear combustible y oxígeno en la luna. El equipo propone una estrategia para que futuras sondas lunares utilicen estos catalizadores para crear recursos críticos en lugar de empaquetar estos suministros, una forma potencial de minimizar el costo de la exploración espacial a largo plazo. Publicaron sus hallazgos en la revista el jueves.
El equipo pudo hacer este tipo de cálculo utilizando datos de las rocas en forma de media luna, "lo cual creo que es impresionante", dijo Jeffrey, ex astronauta de la NASA y profesor de aeronáutica y astronáutica en el MIT. no involucrado. e investigación. Sin embargo, cuando se trata de los materiales y la energía necesarios para producir combustible y oxígeno, el estudio carece de una estimación completa de cómo podría escalarse el proceso, dijo Hoffman.
El proceso propuesto requeriría extraer agua, carbono y catalizadores químicos del suelo lunar. Estos catalizadores ayudan a dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Con la ayuda de catalizadores, el dióxido de carbono y el hidrógeno se pueden convertir en combustibles de hidrocarburos (metano o metanol) que se queman con oxígeno recién creado.
Pero no hay carbono en la superficie lunar, por lo que el plan del equipo requiere recolectarlo del aire dentro del módulo de la tripulación. Este proceso, conocido como captura de carbono, es difícil, consume mucha energía y es una tecnología popular para mitigar el cambio climático. Cómo separan los astronautas el dióxido de carbono del aire y qué cantidad obtienen sigue siendo un misterio, dijo Hoffman. El proceso también dependerá del agua y los metales recolectados del suelo lunar, otro desafío.
El equipo tiene la intención de utilizar la fotosíntesis sintética para impulsar el proceso, pero Hoffman no está seguro de si los pequeños paneles solares pueden proporcionar suficiente energía para crear suficiente combustible para actividades como el retorno.
Hoffman es miembro del equipo involucrado en el experimento Moye, cuyo objetivo es crear oxígeno a partir del dióxido de carbono marciano a bordo del rover Perseverance de Marte. El experimento Moye requiere 300 vatios de potencia (suficiente para hacer funcionar un pequeño dispositivo de vacío) y "produce sólo unos pocos gramos de oxígeno por hora a partir del dióxido de carbono atmosférico", dijo Hoffman. El resultado final son sólo unas pocas bocanadas de oxígeno.
Julie Stopar, científica planetaria que estudia la superficie lunar y la geología en la revista Moon & Planets, dijo que la nueva investigación lunar tiene algunas ideas interesantes, como utilizar el ciclo de día y noche para calentar y enfriar reactivos. e impulsa algunos procesos. Instituto de Ciencias de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades. El desafío, dice, es "encontrar una manera de ampliarlo y ponerlo en marcha".
Para que un sistema de este tipo funcione en la Luna utilizando sólo recursos locales, los exploradores deben poder proporcionar las proporciones adecuadas de materias primas y minimizar los residuos en el proceso, afirmó. En última instancia, se trata de un experimento de laboratorio que debe demostrarse que es escalable y que probablemente requiera múltiples modificaciones y adaptación a condiciones similares a las de la luna. El equipo planteó la hipótesis de que los astronautas podrían obtener el agua necesaria para este proceso de áreas de los cráteres de la luna que están permanentemente en sombra.
"Aún no tenemos los datos básicos", dijo Hoffman, sobre cuánta agua hay ahí fuera y qué tan fácil es conseguirla. El agua podría existir como minerales hidratados o cristales de hielo, concentrada en grupos o dispersada a grandes distancias en sedimentos, dijo. La NASA prefiere un lugar de aterrizaje plano y alejado del cráter, lo cual es peligroso, pero también es el único lugar donde es probable que haya mucha agua.
Incluso con agua disponible, la recolección de hielo requeriría "operaciones mineras en áreas muy, muy frías": temperaturas de 40 a 60 grados Celsius por encima del cero absoluto, dijo Hoffman. "No tenemos el equipo en este momento para trabajar a esas temperaturas".
Aprovechar los recursos locales en la Luna o Marte requeriría un "compromiso a largo plazo" de la NASA, dijo Stoppa. Por ahora, la NASA todavía se encuentra en las primeras etapas del diseño de un proyecto de este tipo, dijo.
Stopa cree que las agencias espaciales podrían comenzar con objetivos más simples para materiales extraterrestres; por ejemplo, utilizando el regolito lunar para construir refugios antiatómicos en la Luna. Luego, las agencias podrían mostrar cómo procesar el suelo lunar para recolectar agua a pequeña escala. La minería en otros planetas sería un gran desafío, pero Moye ha demostrado que se puede extraer combustible de la atmósfera marciana.
En poco tiempo, la NASA podrá enviar todo el oxígeno necesario para regresar a Marte. Pero Hoffman dijo que la agencia en realidad "pagará el precio". Transportar el combustible en lugar de producirlo en el Planeta Rojo costaría miles de millones de dólares, pero sería menos riesgoso. Sin embargo, Hoffman está convencido de una cosa: si la NASA quiere continuar con un programa de exploración de Marte, tarde o temprano los astronautas tendrán que empezar a utilizar lo que descubren lejos de la Tierra.