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Junto con los avances en la exploración espacial, recientemente hemos visto cómo se ha invertido mucho tiempo y dinero en tecnologías que podrían permitir una utilización eficaz de los recursos espaciales. Y en la vanguardia de estos esfuerzos ha estado la búsqueda de la mejor manera de producir oxígeno en la Luna.
En octubre, la Agencia Espacial Australiana y la NASA firmaron un acuerdo para enviar un rover de fabricación australiana a la Luna, en el marco del programa Artemis, con el objetivo de recoger rocas lunares que podrían, en última instancia, proporcionar oxígeno respirable en la Luna.
Aunque la Luna tiene una atmósfera, es muy fina y está compuesta principalmente por hidrógeno, neón y argón. No es el tipo de mezcla gaseosa que podría sustentar a mamíferos dependientes del oxígeno, como los humanos.
Dicho esto, hay mucho oxígeno en la Luna. Solo que no está en forma gaseosa. Está atrapado en el regolito, la capa de roca y polvo fino que cubre la superficie de la Luna. Si pudiéramos extraer el oxígeno del regolito, ¿sería suficiente para mantener la vida humana en la Luna?
La amplitud del oxígeno
El oxígeno se encuentra en muchos de los minerales del suelo que nos rodea. Y la Luna está formada en su mayor parte por las mismas rocas que se encuentran en la Tierra (aunque con una cantidad ligeramente mayor de material procedente de meteoritos).
Minerales como el sílice, el aluminio y los óxidos de hierro y magnesio dominan el paisaje de la Luna. Todos estos minerales contienen oxígeno, pero no en una forma a la que puedan acceder nuestros pulmones.
En la Luna, estos minerales existen en diferentes formas, como roca dura, polvo, grava y piedras que cubren la superficie. Este material es el resultado de los impactos de los meteoritos que han chocado 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 utilizar este término. El suelo, tal y como lo conocemos, es algo bastante mágico que sólo se da en la Tierra. Ha sido creado por una gran variedad de organismos que trabajan sobre el material madre 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 impregnado de notables características físicas, químicas y biológicas. Por su parte, los materiales de la superficie de la Luna son básicamente regolito en su forma original e intacta.
Una sustancia entra, dos salen
El regolito lunar está compuesto por aproximadamente un 45% de oxígeno. Pero ese oxígeno está fuertemente ligado a los minerales mencionados anteriormente. Para romper esos fuertes enlaces, hay que poner energía.
Puede que esto le resulte familiar si conoce la electrólisis. En la Tierra, este proceso se utiliza habitualmente en la industria manufacturera, por ejemplo para producir aluminio. Se hace pasar una corriente eléctrica a través de una forma líquida de óxido de aluminio (comúnmente llamada alúmina) mediante 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 tiene una pega: consume mucha energía. Para que sea sostenible, tendría que apoyarse en la energía solar o en otras fuentes de energía disponibles en la Luna.
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| En Australia hay múltiples refinerías de alúmina (óxido de aluminio), entre ellas ésta que aparece en Gladstone (Queensland). El aluminio se produce en dos etapas. Antes de poder liberar el aluminio puro mediante electrólisis (en lo que se conoce como proceso Hall-Heroult), las refinerías de alúmina deben refinar primero el mineral de bauxita natural para extraer la alúmina (de la que luego se recupera el aluminio puro). Dave Hunt/AAP |
La extracción de oxígeno del regolito también requeriría un importante equipamiento industrial. Primero habría que convertir el óxido metálico sólido en forma líquida, ya sea aplicando calor, o calor combinado con disolventes o electrolitos. Tenemos la tecnología para hacerlo en la Tierra, pero trasladar este aparato a la Luna -y generar la energía suficiente para hacerlo funcionar- será un gran desafío.
A principios de este año, la empresa belga Space Applications Services anunció que estaba construyendo tres reactores experimentales para mejorar el proceso de producción de oxígeno por electrólisis. Esperan enviar la tecnología a la Luna en 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 consigamos hacerlo, ¿cuánto oxígeno podría proporcionar realmente la Luna? Pues resulta que bastante.
Si no tenemos en cuenta el oxígeno que se encuentra en el material rocoso más profundo de la Luna y nos limitamos a considerar el regolito, que es fácilmente accesible en la superficie, podemos hacer algunas estimaciones.
Cada metro cúbico de regolito lunar contiene una media de 1,4 toneladas de minerales, incluidos unos 630 kilogramos de oxígeno. Según la NASA, el ser humano necesita respirar unos 800 gramos de oxígeno al día para sobrevivir. Así que 630 kg de oxígeno mantendrían a una persona viva durante unos dos años (o poco más).
Supongamos que la profundidad media del regolito en la Luna es de unos diez metros y que podemos extraer todo el oxígeno de él. Esto significa que los diez primeros metros de la superficie de la Luna proporcionarían suficiente oxígeno para mantener a los ocho mil millones de personas de la Tierra durante unos 100.000 años.
Esto dependería también de la eficacia con la que lográramos extraer y utilizar el oxígeno. En cualquier caso, esta cifra es bastante sorprendente.
Dicho esto, lo tenemos muy bien aquí en la Tierra. Y deberíamos hacer todo lo posible para proteger el planeta azul -y su suelo en particular- que sigue manteniendo toda la vida terrestre sin que nosotros lo intentemos.
Fuentes, créditos y referencias:
John Grant, Lecturer in Soil Science, Southern Cross University.
Este artículo ha sido publicado por The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.