La capa superior de la Luna tiene suficiente oxígeno para sustentar a 8.000 millones de personas durante 100.000 años.
Cráter de Aristarchus en la luna. Crédito: NASA / GSFC / Universidad Estatal de Arizona
Junto con los avances en la exploración espacial, recientemente hemos visto una gran cantidad de tiempo y dinero invertidos en tecnologías que podrían permitir uso de los recursos espaciales. Y a la vanguardia de estos esfuerzos ha estado el énfasis en encontrar la mejor forma de producir oxígeno en la Luna.
En octubre, la Agencia Espacial Australiana y Nasa firmó un acuerdo enviar un rover de fabricación australiana a la luna como parte del programa Artemis, con el objetivo de recolectar rocas lunares que, en última instancia, podrían proporcionar oxígeno respirable a la luna.
Aunque la Luna tiene atmósfera, es muy delgada y está compuesta principalmente de hidrógeno, neón y argón. No es el tipo de mezcla de gases que podría soportar 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?
El grado de oxígeno
El oxígeno se puede encontrar en muchos minerales del suelo que nos rodea. Y la Luna está compuesta principalmente por las mismas rocas que encontrarás en la Tierra (aunque con una cantidad un poco mayor de material proveniente de meteoros).
Los minerales como la sílice, el aluminio y los 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 diferentes formas, que incluyen roca dura, polvo, grava y piedras que cubren la superficie. Este material es el resultado de los impactos de meteoritos que chocan contra la superficie lunar durante incontables milenios.
Algunas personas llaman «suelo» a la capa lunar de la capa superior de la Luna, pero como científico del suelo, dudo en utilizar ese término. El suelo tal como lo conocemos es una cosa bastante mágica que solo ocurre en la Tierra. Fue creado por una amplia variedad de organismos que trabajaron en el material parental 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. Mientras tanto, los materiales en la superficie de la Luna son esencialmente regolitos en su forma original e intacta.
Una sustancia entra, dos salen
El regolito de la Luna es compuesto de aproximadamente 45% de oxígeno. Pero este oxígeno está estrechamente relacionado con los minerales mencionados anteriormente. Para romper estos fuertes lazos, tenemos que poner energía.
Es posible que esté familiarizado con esto si está familiarizado con la electrólisis. En la Tierra, este proceso se usa comúnmente en la fabricación, por ejemplo, para producir aluminio. Una corriente eléctrica pasa 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.
Refinería de alúmina (óxido de aluminio). El aluminio se produce en dos etapas. Antes de que el aluminio puro pueda ser liberado por electrólisis (en lo que se conoce como el proceso Hall-Héroult), las refinerías de alúmina primero deben refinar el mineral de bauxita natural para extraer la alúmina (de la cual luego se recupera el aluminio puro).
Es un proceso bastante sencillo, pero hay un problema: consume mucha energía. Para ser sostenible, debe 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 disolventes 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 del uso de recursos in situ (ISRU) de la Agencia Espacial Europea. misión.
¿Cuánto oxígeno podría proporcionar la luna?
Dicho esto, cuando logremos sacarlo, ¿cuánto oxígeno podría estar proporcionando realmente la Luna? Bueno, mucho al final.
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 hacer algunas estimaciones.
Cada metro cúbico de regolito lunar contiene un promedio de 1,4 toneladas de minerales, incluidos unos 630 kilogramos de oxígeno. La NASA dice que los humanos necesitan respirar 800 gramos de oxígeno por día para sobrevivir. Por lo tanto, 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 unos diez metros, y que podemos sacarle todo el oxígeno. Esto significa que los diez metros superiores 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.
También dependería de la eficacia con la que pudiéramos extraer y utilizar el oxígeno. De todos modos, ¡esta cifra es bastante sorprendente!
Dicho esto, lo tenemos bastante bien aquí en la Tierra. Y debemos hacer todo lo posible para proteger el planeta azul, y su suelo en particular, que continúa sustentando toda la vida en la tierra sin que nosotros lo intentemos.
Escrito por John Grant, profesor titular de ciencia del suelo, Southern Cross University.
Este artículo apareció por primera vez en La conversación.
