Oltre ai progressi nell’esplorazione dello spazio, di recente abbiamo visto molto tempo e denaro investiti in tecnologie che potrebbero consentire un utilizzo efficace delle risorse spaziali. E in prima linea in questi sforzi c’è stata un’attenzione mirata alla ricerca del modo migliore per produrre ossigeno sulla Luna. A ottobre, l’Agenzia spaziale australiana e la NASA hanno firmato un accordo per inviare un rover di fabbricazione australiana sulla Luna nell’ambito del programma Artemis, con l’obiettivo di raccogliere rocce lunari che potrebbero alla fine fornire ossigeno respirabile sulla Luna:
Sebbene la Luna abbia un’atmosfera, è molto sottile e composta principalmente da idrogeno, neon e argon. Non è il tipo di miscela gassosa che potrebbe sostenere mammiferi dipendenti dall’ossigeno come gli umani. Detto questo, c’è davvero molto ossigeno sulla Luna. Semplicemente non è in forma gassosa. Invece è intrappolato all’interno della regolite, lo strato di roccia e polvere fine che ricopre la superficie della Luna. Se potessimo estrarre ossigeno dalla regolite, sarebbe sufficiente per sostenere la vita umana sulla Luna? L’ossigeno può essere trovato in molti dei minerali nel terreno intorno a noi. E la Luna è per lo più composta dalle stesse rocce che troverai sulla Terra (anche se con una quantità leggermente maggiore di materiale proveniente dalle meteore). Minerali come silice, alluminio e ossidi di ferro e magnesio dominano il paesaggio lunare. Tutti questi minerali contengono ossigeno, ma non in una forma accessibile ai nostri polmoni.
Sulla Luna questi minerali esistono in alcune forme diverse tra cui roccia dura, polvere, ghiaia e pietre che ricoprono la superficie. Questo materiale è il risultato degli impatti di meteoriti che si sono schiantati sulla superficie lunare per innumerevoli millenni. Alcune persone chiamano “suolo” lunare lo strato superficiale della Luna, ma come scienziato del suolo sono riluttante a usare questo termine. Il suolo, come lo conosciamo, è una cosa piuttosto magica che si verifica solo sulla Terra. È stato creato da una vasta gamma di organismi che lavorano sul materiale progenitore del suolo, la regolite, derivata dalla roccia dura, nel corso di milioni di anni. Il risultato è una matrice di minerali che non erano presenti nelle rocce originarie. Il suolo terrestre è intriso di notevoli caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche. Nel frattempo, i materiali sulla superficie lunare sono fondamentalmente regolite nella sua forma originale e intatta.
La regolite lunare è composta da circa il 45% di ossigeno . Ma quell’ossigeno è strettamente legato ai minerali sopra menzionati. Per spezzare quei forti legami, dobbiamo mettere energia. Potresti avere familiarità con questo se conosci l’elettrolisi. Sulla Terra questo processo è comunemente usato nella produzione, ad esempio per produrre alluminio. Una corrente elettrica viene fatta passare attraverso una forma liquida di ossido di alluminio (comunemente chiamata allumina) tramite elettrodi, per separare l’alluminio dall’ossigeno. In questo caso, l’ossigeno viene prodotto come sottoprodotto. Sulla Luna, l’ossigeno sarebbe il prodotto principale e l’alluminio (o altro metallo) estratto sarebbe un sottoprodotto potenzialmente utile. È un processo piuttosto semplice, ma c’è un problema: è molto affamato di energia. Per essere sostenibile, dovrebbe essere supportato dall’energia solare o da altre fonti energetiche disponibili sulla Luna. L’estrazione di ossigeno dalla regolite richiederebbe anche notevoli attrezzature industriali. Dovremmo prima convertire l’ossido di metallo solido in forma liquida, applicando calore o calore combinato con solventi o elettroliti. Abbiamo la tecnologia per farlo sulla Terra, ma spostare questo apparato sulla Luna – e generare abbastanza energia per farlo funzionare – sarà una grande sfida.
All’inizio di quest’anno, la startup belga Space Applications Services ha annunciato che stava costruendo tre reattori sperimentali per migliorare il processo di produzione di ossigeno tramite elettrolisi. Si aspettano di inviare la tecnologia per la Luna entro il 2025 come parte di utilizzo delle risorse (ISRU) in situ dell’Agenzia spaziale europea missione . Detto questo, quando riusciamo a farcela, quanto ossigeno potrebbe effettivamente fornire la Luna? Beh, parecchio a quanto pare. Se ignoriamo l’ossigeno legato alla roccia dura più profonda della Luna – e consideriamo solo la regolite che è facilmente accessibile in superficie – possiamo fare alcune stime. Link video:
