Para vivir en la Luna hay que extraer su oxígeno

Junto con los avances en la exploración espacial, recientemente hemos visto una gran cantidad de tiempo y dinero invertido en tecnologías que podrían permitir un uso eficiente de los recursos espaciales. Y al frente de esos esfuerzos ha estado un enfoque preciso en encontrar la mejor manera de producir oxígeno en la Luna.

En octobre, l’Agence spatiale australienne et la NASA ont signé un accord pour envoyer un rover de fabrication australienne sur la Lune dans le cadre du programme Artemis, dans le but de collecter des roches lunaires qui pourraient à terme fournir de l’oxygène respirable en la Luna.

Aunque la Luna tiene atmósfera, esta es muy delgada y está compuesta principalmente de hidrógeno, neón y argón. No es el tipo de mezcla de gases que podría sustentar a mamíferos dependientes de 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?

Ancho de oxígeno

El oxígeno se puede encontrar en muchos minerales en el suelo que nos rodea. Y la Luna es en su mayoría las mismas rocas que encontrarás en la Tierra (aunque con una cantidad ligeramente mayor de material de meteoritos).

Minerales como sílice, aluminio, hierro y óxidos de magnesio dominan el paisaje lunar. Todos estos minerales contienen oxígeno, pero no en una forma accesible para nuestros pulmones.

En la Luna, estos minerales existen en diferentes formas, que incluyen roca dura, polvo, grava y piedras que cubren la superficie. Este material se ha desarrollado como resultado de meteoritos que chocaron contra la superficie lunar durante incontables milenios.

Algunas personas llaman a la capa superficial de la Luna «suelo», pero como científico del suelo, dudo en usar ese término. El suelo, tal como lo conocemos, es una sustancia bastante mágica que solo existe en la Tierra. Fue creado por una amplia gama de organismos que trabajaron en el material del suelo original (regolito, derivado de 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 regolitos en su forma original e intacta.

Una sustancia adentro, dos afuera

El regolito de la Luna es aproximadamente un 45% de oxígeno. Pero este oxígeno está estrechamente relacionado con los minerales mencionados anteriormente. Para romper estos fuertes lazos, debemos poner energía.

Es posible que sepa esto si conoce la electrólisis. En la Tierra, este proceso se usa comúnmente en la fabricación, por ejemplo, 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 extraído (u otro metal) sería un subproducto potencialmente útil.

Es un proceso bastante simple, pero hay un problema: consume mucha energía. Para ser sostenible, tendría que estar respaldado por energía solar u otras fuentes de energía disponibles en la Luna.

La extracción de oxígeno del regolito también requeriría un equipo industrial importante. Primero necesitaríamos convertir el óxido de metal sólido en forma líquida, ya sea aplicando calor o combinando calor con solventes o electrolitos. Tenemos la tecnología para hacerlo en la Tierra, pero mover este dispositivo a la Luna y generar suficiente energía para operarlo será una tarea difícil.

A principios de este año, la startup belga Space Applications Services anunció que estaba construyendo tres reactores experimentales para mejorar el proceso de producción de oxígeno por electrólisis. Planean enviar la tecnología a la Luna para 2025 como parte de la misión In Situ Resource Utilization (ISRU) de la Agencia Espacial Europea.

¿Cuánto oxígeno podría proporcionar la Luna?

Dicho esto, cuando logremos eliminarlo, ¿cuánto oxígeno podría suministrar realmente la Luna? Bueno, mucho, como resulta.

Si ignoramos el oxígeno atrapado en la roca dura más profunda 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 un promedio de 1,4 toneladas de minerales, incluidos unos 630 kilogramos de oxígeno. Según la NASA, los humanos necesitan respirar alrededor de 800 gramos de oxígeno por día para sobrevivir. Así, 630 kg de oxígeno mantendrían viva a una persona durante unos dos años (o un poco más).

Supongamos ahora 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 sustentar a los ocho mil millones de habitantes de la Tierra durante unos 100.000 años.

También dependería de la eficiencia con la que pudiéramos extraer y utilizar el oxígeno. De todos modos, ¡esta cifra es bastante increíble!

Dicho esto, lo tenemos bastante bien aquí en la Tierra. Y debemos hacer todo lo que podamos para proteger el planeta azul, y su suelo en particular, que continúa sustentando toda la vida terrestre sin que siquiera lo intentemos.

Este artículo de John Grant, profesor de ciencias del suelo, Southern Cross University se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.