Para que los astronautas sobrevivan en la luna, necesitarán tres recursos esenciales: agua, oxígeno y combustible. Estos recursos han sido una parte integral de los planes para construir bases de luna permanentes, que se han estado gestando durante años. La vida en la luna puede estar al alcance en poco tiempo, gracias a la nueva tecnología que puede extraer agua del suelo lunar y producir ingredientes vitales para el combustible.
A estudiar publicado recientemente en Joule Explica cómo la tecnología puede extraer con éxito el agua de las muestras de suelo y usarla para convertir el dióxido de carbono en oxígeno y productos químicos para el combustible. Este avance podría mejorar las perspectivas de supervivencia en la luna, todo mientras evita los desafíos asociados con el transporte de recursos.
La búsqueda de agua lunar
Chang’e-5 suelo lunar sentado en el fondo de un reactor fototérmico. (Crédito de la imagen: Sun et al.)
El asentamiento humano en la luna dependerá de la existencia de agua lunar, que es como el oro líquido para los científicos que han estado buscando el recurso precioso. Afortunadamente, se han descubierto varias fuentes de agua lunar en los últimos años; El agua está incrustada principalmente en hielo que existe en cráteres sombreados permanentemente en los polos de la luna, pero también se han encontrado evidencia en otra parte de granos minerales y cuentas de vidrio que se formaron a partir de colisiones de asteroides.
Noticias prometedoras Llegó a fines de 2020, cuando la Misión de Exploración Lunar de la Administración del Espacio Nacional de China regresó con éxito muestras de suelo lunar a la tierra. Desde entonces, los científicos han identificado trazas de OH (contenido hidroxilo) y H20 molecular en las muestras, sin embargo, no han descubierto la distribución exacta del agua en la luna.
Los científicos también están tratando de descifrar los orígenes de agua lunarFlotando dos teorías prevalecientes. Una es que los cometas y los asteroides impartieron el agua que llevaban cuando se estrellaron en la luna. El agua lunar también puede haberse originado a partir de la implantación de viento solar, en el que los iones de hidrógeno en el viento solar golpean la luna y generan OH o H20 en el suelo.
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Ayudando a los astronautas a sobrevivir en la luna
Normalmente, suministrar una base de luna con agua sería una operación costosa. Según un declaración de prensa En el nuevo estudio, “un solo galón de agua cuesta alrededor de $ 83,000 para enviar por cohete … con cada astronauta bebiendo alrededor de cuatro galones por día”.
Pero con la nueva tecnología construida por los investigadores, esto ya no puede ser una preocupación. Los investigadores dicen que los métodos anteriores para extraer agua del suelo lunar eran intensivos en energía, contenían demasiados pasos y no podían descomponer de manera confiable el dióxido de carbono para el combustible.
Con el objetivo de aumentar la eficiencia, los investigadores desarrollaron un proceso que utiliza la actividad fototérmica, convirtiendo la luz en calor. Probaron el método con muestras de suelo lunar de la misión Chang’e 5, junto con muestras lunares simuladas. Para facilitar el proceso fototérmico, se basaron en un reactor por lotes lleno de gas C02 que utilizó un sistema de concentración de luz.
La tecnología fototérmica extrajo agua simultáneamente de las muestras y convirtió C02 en monóxido de carbono (CO) y gas de hidrógeno, ingredientes que podrían usarse para hacer combustibles y oxígeno para que los astronautas respiren.
“Nunca imaginamos completamente la ‘magia’ que poseía el suelo lunar”, dijo el autor Lu Wang de la Universidad China de Hong Kong, Shenzhen. “La mayor sorpresa para nosotros fue el éxito tangible de este enfoque integrado. La integración de un solo paso de la extracción de H2O lunar y la catálisis fototérmica de CO2 podría mejorar la eficiencia de la utilización de la energía y disminuir el costo y la complejidad del desarrollo de infraestructura”.
Los desafíos que quedan
Aunque la tecnología fototérmica ha sido un éxito aquí en la Tierra, los investigadores dicen que todavía hay limitaciones potenciales que podrían obstaculizar su uso en la luna. Factores como fluctuaciones de temperatura drástica, radiación intensa y baja gravedad pueden plantear un desafío para la extracción de agua.
Para hacer realidad la vida en la luna, los investigadores dicen que abordar los desafíos técnicos y los costos de desarrollo para la extracción de agua será una necesidad en el futuro.
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Jack Knudson es editor asistente de Discover con un gran interés en la ciencia e historia del medio ambiente. Antes de unirse a Discover en 2023, estudió periodismo en el Scripps College of Communication en la Universidad de Ohio y previamente internado en la revista Recycling Today