El suelo lunar tiene el potencial de generar oxígeno y combustible


El suelo de la Luna contiene compuestos activos que pueden convertir el dióxido de carbono en oxígeno y combustibles, informan científicos en China el 5 de mayo en la revista Joule. Ahora están explorando si los recursos lunares pueden usarse para facilitar la exploración humana en la luna o más allá.

Esta fotografía muestra una muestra de suelo lunar devuelta por la nave espacial china Chang’e 5. Crédito: Yingfang Yao

Los científicos de materiales de la Universidad de Nanjing, Yingfang Yao y Zhigang Zou, esperan diseñar un sistema que aproveche el suelo lunar y la radiación solar, los dos recursos más abundantes en la luna. Después de analizar el suelo lunar traído por la nave espacial china Chang’e 5, su equipo descubrió que la muestra contiene compuestos, incluidas sustancias ricas en hierro y titanio, que podrían funcionar como un catalizador para fabricar productos deseados como el oxígeno utilizando la luz solar y el carbono. dióxido.

Con base en la observación, el equipo propuso una estrategia de «fotosíntesis extraterrestre». Principalmente, el sistema utiliza suelo lunar para electrolizar el agua extraída de la luna y de los gases de escape de la respiración de los astronautas en oxígeno e hidrógeno impulsados por la luz solar. El dióxido de carbono exhalado por los habitantes de la luna también se recolecta y se combina con el hidrógeno de la electrólisis del agua durante un proceso de hidrogenación catalizado por el suelo lunar.

Esta fotografía muestra al equipo de investigación de la Universidad de Nanjing sosteniendo la muestra de suelo lunar. Crédito: Yingfang Yao

El proceso produce hidrocarburos como el metano, que podría utilizarse como combustible. La estrategia no utiliza energía externa sino la luz del sol para producir una variedad de productos deseables como agua, oxígeno y combustible que podrían sustentar la vida en una base lunar, dicen los investigadores. El equipo está buscando una oportunidad para probar el sistema en el espacio, probablemente con las futuras misiones lunares tripuladas de China.

Electrólisis de agua impulsada por energía fotovoltaica catalizada por suelo lunar. Crédito: Yingfang Yao
«Usamos recursos ambientales in situ para minimizar la carga útil de los cohetes, y nuestra estrategia proporciona un escenario para un entorno de vida extraterrestre sostenible y asequible», dice Yao.

Si bien la eficiencia catalítica del suelo lunar es menor que la de los catalizadores disponibles en la Tierra, Yao dice que el equipo está probando diferentes enfoques para mejorar el diseño, como derretir el suelo lunar en un material nanoestructurado de alta entropía, que es un mejor catalizador.

Este esquema muestra cómo el suelo lunar puede funcionar como un catalizador para la fotosíntesis extraterrestre para producir el oxígeno y los combustibles necesarios para la supervivencia a largo plazo en la luna. Crédito: Yingfang Yao

Previamente, los científicos han propuesto muchas estrategias para la supervivencia extraterrestre. Pero la mayoría de los diseños requieren fuentes de energía de la Tierra. Por ejemplo, el rover Perseverance Mars de la NASA trajo un instrumento que puede usar el dióxido de carbono en la atmósfera del planeta para producir oxígeno, pero funciona con una batería nuclear a bordo.

«En un futuro cercano, veremos que la industria de los vuelos espaciales tripulados se desarrolla rápidamente», dice Yao. “Al igual que la ‘Era de la vela’ en el siglo XVII, cuando cientos de barcos se dirigían al mar, entraremos en una ‘Era del espacio’. Pero si queremos llevar a cabo una exploración a gran escala del mundo extraterrestre, tendremos que pensar en formas de reducir la carga útil, lo que significa depender de la menor cantidad posible de suministros de la Tierra y utilizar recursos extraterrestres en su lugar».

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