La superficie lunare ha ossigeno per poter sostenere 8 miliardi di persone per 100.000 anni. I ricercatori, oltre a fare progressi nell’esplorazione dello spazio, stanno investendo tempo e denaro per le tecnologie che potrebbero permettere l’utilizzo delle risorse spaziali.
Tra queste tecnologia c’è quella mirata alla ricerca di un metodo per poter produrre ossigeno sulla Luna. L’Agenzia spaziale australiana e la NASA, ad ottobre, a riguardo hanno stipulato un accordo. Questo prevede di inviare un rover, di fabbricazione australiana, sulla Luna nell’ambito del programma Artemis. L’obiettivo è quello di raccogliere le rocce lunari che potrebbero fornire ossigeno respirabile da utilizzare sulla Luna.
La Luna possiede un’atmosfera molto sottile e composta principalmente da idrogeno, neon e argon. Questa non è di certo adatta a far respirare gli essere umani. La Luna non possiede ossigeno in forma gassosa ma intrappolato all’interno della regolite, uno strato di roccia e polvere molto fine che ricopre tutta la superficie lunare. I ricercatori si sono quindi chiesti se fosse possibile estrarre ossigeno dalla regolite, così da poter sostenere la vita umana sulla Luna. Ma è realmente possibile?
L’ossigeno e i minerali
L’ossigeno è un elemento presente in molti minerali sulla Terra. La Luna, nonostante possieda una quantità leggermente maggiore di materiale proveniente dalle meteore, è maggiormente composta dalle stesse rocce presenti sul nostro pianeta. I minerali come la silice, l’alluminio, gli ossidi di ferro e il magnesio dominano il paesaggio lunare. Tutti questi minerali contengono quantità di ossigeno, ma non in una forma accessibile ai nostri polmoni.
I minerali che ricoprono la superficie lunare sono presenti in diverse forme, tra cui roccia dura, polvere, ghiaia e pietre. Questi sono il risultato degli impatti di meteoriti, che si sono schiantati sulla superficie lunare durante il corso di innumerevoli millenni.
Produrre ossigeno sulla superficie lunare
La superficie lunare, a differenza di quella terrestre che è formata da una vasta gamma di organismi in cui sono presenti caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche, è composta fondamentalmente da regolite nella sua forma originale.
La regolite sulla Luna è formata da circa il 45% di ossigeno. Un elemento che però risulta legato ai minerali sopra menzionati. Per poter spezzare questi legami occorre molta energia. Una tecnica per poter dividere i vari elementi è l’elettrolisi, un processo che sulla Terra è comunemente usato nella produzione, ad esempio per produrre l’alluminio.
Durante l’elettrolisi la corrente elettrica che viene fatta passare attraverso una forma liquida di ossido di alluminio, ossia l’allumina, tramite gli elettrodi riesce a separare l’alluminio dall’ossigeno. Sulla Luna l’ossigeno sarebbe il prodotto principale e l’alluminio, o un altro metallo, estratto sarebbe un sottoprodotto potenzialmente utile. Un processo semplice sulla Terra, che però sulla Luna ha un problema, necessita di molta energia.
Per poter essere alimentato dovrebbe essere supportato dall’energia solare o da altre fonti energetiche disponibili sulla Luna. L’estrazione di ossigeno dalla regolite, inoltre, richiederebbe anche notevoli attrezzature. Il processo prevede di convertire l’ossido di metallo solido in forma liquida, applicando calore o calore combinato con solventi o elettroliti. La tecnologia per poterlo fare è presente sulla Terra. Ma trasportare un apparato simile sulla Luna, e riuscire a generare abbastanza energia per poterlo avviare, sarà una grande sfida.
La tecnologia per produrre ossigeno
La startup belga Space Applications Services, all’inizio di quest’anno, ha annunciato che stava progettando tre reattori sperimentali, per riuscire a migliorare il processo di produzione di ossigeno tramite elettrolisi. La Space Applications Services spera di riuscire ad inviare la tecnologia sulla Luna entro il 2025, come parte di utilizzo delle risorse (ISRU) in situ della missione dell’Agenzia spaziale europea.
Ma quanto ossigeno potrebbe fornire la Luna? Secondo i ricercatori moltissimo. Se consideriamo soltanto la regolite che è facilmente accessibile in superficie, quindi senza prendere in esame l’ossigeno presente nella roccia dura più profonda della Luna, è possibile fare alcune stime.
Per ogni metro cubo di regolite lunare è presente in media 1,4 tonnellate di minerali, in cui sono inclusi circa 630 chilogrammi di ossigeno. La NASA ha stimato che gli esseri umani hanno bisogno di respirare circa 800 grammi di ossigeno al giorno per poter sopravvivere. Quindi 630 kg di ossigeno manterrebbero in vita una persona per circa due anni.
Se supponiamo che la profondità media della regolite sulla Luna sia di circa 10 metri e che possiamo estrarre tutto l’ossigeno da questa, si potrebbe affermare di poter produrre abbastanza ossigeno per supportare otto miliardi di persone per circa 100.000 anni. Una cifra decisamente sorprendente.
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