Nuevo sistema para extraer agua de la tierra lunar

El coste de envío desde la Tierra a la Luna de cada litro de agua potable es del orden de miles de euros o dólares, por lo que el coste de abastecer de agua a los inquilinos de una base lunar por esta vía sería astronómico. Unos científicos han desarrollado una tecnología que puede extraer agua de la tierra lunar e incluso ir más allá de eso.

En las pruebas realizadas, esta tecnología ha logrado extraer agua de tierra lunar y utilizarla para convertir dióxido de carbono en oxígeno y productos químicos para la elaboración de combustibles aptos para naves espaciales, lo que podría abrir nuevas puertas para la futura actividad humana en la Luna al mitigar la necesidad de transportar recursos esenciales como agua y combustible desde la Tierra.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Junchuan Sun, de la Universidad de Nankín en China, y Lu Wang, de la Universidad China de Hong Kong en Shenzhen.

La sonda espacial china Chang’e-5, que llevó a cabo la primera misión de envío de muestras lunares a la Tierra desde la misión de la sonda espacial Luna 24 de la Unión Soviética en 1976, consiguió hacer llegar a la Tierra a fines de 2020 muestras tomadas de un punto del suelo en la región lunar Oceanus Procellarum (Océano de las Tormentas). Esta zona es una extensa llanura. Las muestras, con un peso total de 1,73 kilogramos, han sido desde analizadas a fondo. Uno de los hallazgos más interesantes de esos análisis fue la existencia de agua helada en la superficie. Aunque presente en porcentajes pequeños, esa agua podría ser de gran ayuda para el mantenimiento de una base lunar habitada, al permitir a los inquilinos aprovecharla para uso personal e incluso para obtener aire respirable y combustible.

Sin embargo, las estrategias desarrolladas previamente para extraer agua del suelo lunar requerían múltiples pasos de alto consumo energético y no descomponían el dióxido de carbono (CO2) para la elaboración de combustible ni otros usos esenciales.

La nueva tecnología desarrollada por el equipo de Sun y Wang es capaz de extraer agua del suelo lunar y utilizarla directamente para convertir el CO2 exhalado por los astronautas en monóxido de carbono (CO) e hidrógeno, que luego podrían utilizarse para producir respectivamente oxígeno para la respiración de los astronautas y combustibles para vehículos espaciales. El nuevo sistema logra esta hazaña mediante una revolucionaria estrategia fototérmica, que convierte la luz del Sol en calor.

Los científicos probaron la tecnología utilizando muestras de tierra lunar recolectadas durante la misión Chang’e-5, así como muestras lunares simuladas y un reactor por lotes lleno de CO2 que utilizaba un sistema de concentración de luz para impulsar el proceso fototérmico.

Muestra de tierra lunar en el fondo de un reactor fototérmico empleado en las pruebas de la nueva tecnología. (Foto: Sun et al. CC BY-SA)

A pesar del éxito de la tecnología en el laboratorio, el entorno lunar extremo aún plantea desafíos que complicarán su uso en la Luna, según los creadores de esta tecnología. Los desafíos incluyen fluctuaciones drásticas de temperatura, radiación intensa y baja gravedad. Además, la tierra lunar no tiene una composición uniforme, lo que le confiere propiedades variables, dependientes de cada sector del terreno y de cada región. Además, el CO2 exhalado por los astronautas podría no ser suficiente para proporcionar la materia prima requerida para la obtención de toda la cantidad necesaria de agua, combustible y oxígeno. Las limitaciones tecnológicas también siguen representando otra barrera, ya que el rendimiento catalítico actual resulta todavía insuficiente para sustentar plenamente la vida humana en una base lunar, tal como admite Wang. Por tanto, habrá que seguir trabajando en esta línea de investigación y desarrollo hasta perfeccionar lo suficiente esta tecnología.

Sun, Wang y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema en la revista académica Joule, bajo el título “Inherent lunar water enabled photothermal CO2 catalysis”. (Fuente: NCYT de Amazings)