¿Cómo se produce oxígeno en el espacio?

La producción de oxígeno a bordo de una nave espacial no es solo una necesidad básica, sino uno de los pilares fundamentales para la exploración humana del espacio profundo. Sin una fuente confiable y sostenible de oxígeno, misiones a la Luna, Marte o más allá serían simplemente imposibles. Así pues, ¿cómo se genera oxígeno en un entorno donde no hay atmósfera?

1. Electrólisis del agua: la columna vertebral del oxígeno espacial

La electrólisis del agua es el método más comúnmente utilizado en misiones tripuladas. Este proceso consiste en descomponer el agua (H₂O) en hidrógeno (H₂) y oxígeno (O₂) mediante el paso de una corriente eléctrica.

En la Estación Espacial Internacional (EEI), este sistema está a cargo del Oxygen Generation System (OGS) de la NASA, y su equivalente ruso, Elektron, que funcionan utilizando energía solar. Ambos sistemas dependen de un suministro continuo de agua, ya sea enviada desde la Tierra o reciclada a bordo.

Ventajas:

-Producción continua de oxígeno.

-Relativamente eficiente si se dispone de energía solar.

Desventajas:

-Dependencia del agua líquida.

-Necesidad de mantenimiento regular.

2. Reciclaje de CO₂: el sistema Sabatier y la recuperación de oxígeno

Otra parte clave del ecosistema de soporte vital es el reciclaje del dióxido de carbono (CO₂) que exhalan los astronautas. Aquí entra en juego la reacción de Sabatier, una tecnología implementada en la EEI.

Este proceso combina hidrógeno (proveniente de la electrólisis del agua) con CO₂ para formar metano (CH₄) y agua. El agua producida se puede volver a electrolizar para recuperar más oxígeno.

Beneficios clave:

-Cierra parcialmente el ciclo del oxígeno.

-Reduce la dependencia de reabastecimiento terrestre.

Limitaciones:

-El metano producido es un subproducto que generalmente se desecha.

-El sistema aún no es completamente cerrado (no 100% eficiente).

3. Fotosíntesis artificial y algas: oxígeno a través de la biotecnología

Una alternativa futurista —pero cada vez más viable— es la fotosíntesis artificial, o el uso de organismos vivos como algas y cianobacterias para producir oxígeno a partir del CO₂ y la luz.

Experimentos con cianobacterias en microgravedad han demostrado que estos organismos pueden sobrevivir y realizar fotosíntesis en el espacio, lo que abre la puerta a biorreactores compactos que funcionen como pequeños pulmones verdes en futuras naves o bases.

Ventajas:

-Sistema más natural y potencialmente autosuficiente.

-Puede integrarse en hábitats sostenibles para misiones largas.

Desventajas:

-Tecnología aún en fase experimental.

-Difícil de controlar y mantener en entornos cerrados.

4. ISRU: oxígeno a partir del suelo lunar o marciano

En el caso de futuras misiones a la Luna o Marte, se estudia la posibilidad de extraer oxígeno in situ a partir del regolito (suelo lunar) o de la atmósfera marciana rica en CO₂.

En 2021, la NASA probó con éxito el MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) a bordo del rover Perseverance. Este instrumento extrajo oxígeno del CO₂ marciano utilizando un proceso llamado electrólisis de óxidos sólidos.

Aplicaciones:

-Producción de oxígeno para respirar y como oxidante para cohetes.

-Autonomía total para bases fuera de la Tierra.

Estado actual:

-Tecnología prometedora, pero aún en desarrollo.

(Foto: NASA/JPL-Caltech)

5. Retos y futuro de la producción de oxígeno en el espacio

Aunque los métodos actuales funcionan bien en órbita baja, como en la EEI, las misiones de larga duración requieren sistemas más robustos, autónomos y eficientes. Las soluciones híbridas que integren electrólisis, reciclaje de CO₂, biorreactores y recursos locales (ISRU) serán clave para garantizar la autosuficiencia en el espacio.

Además, la redundancia es esencial: si un sistema falla, debe haber un respaldo que garantice la supervivencia de la tripulación.