Engenheiros mostraram com sucesso como a água e o oxigênio podem ser extraídos cozinhando o solo lunar, a fim de sustentar futuras bases lunares. Um demonstrador de laboratório, desenvolvido por um consórcio do Politécnico de Milão, a Agência Espacial Europeia, a Agência Espacial Italiana e o Grupo OHB, é apresentado esta semana no Europlanet Science Congress (EPSC) 2021.
A configuração utiliza um processo de duas etapas, bastante conhecido na química industrial para aplicações terrestres, que foi customizado para funcionar com uma mistura mineral que imita o solo lunar. Cerca de 50% do solo lunar em todas as regiões da Lua é composto de óxidos de silício ou ferro, e estes, por sua vez, têm cerca de 26% de oxigênio. Isso significa que um sistema que extrai oxigênio do solo de forma eficiente pode operar em qualquer local de pouso ou instalação na lua.
Na configuração experimental, o simulador de solo é vaporizado na presença de hidrogênio e metano e, em seguida, “lavado” com gás hidrogênio. Aquecidos em um forno a temperaturas em torno de 1000 graus Celsius, os minerais passam diretamente do estado sólido para o gás, perdendo a fase fundida, o que reduz a complexidade da tecnologia necessária. Os gases produzidos e o metano residual são enviados para um conversor catalítico e um condensador que separa a água. O oxigênio pode então ser extraído por eletrólise. Os subprodutos do metano e do hidrogênio são reciclados no sistema.
“Nossos experimentos mostram que a plataforma é escalável e pode operar em um circuito fechado quase totalmente autossustentável, sem a necessidade de intervenção humana e sem ficar entupida”, disse a professora Michèle Lavagna, do Politécnico de Milão, que liderou os experimentos.
Para entender com precisão o processo e preparar a tecnologia necessária para um teste de vôo, experimentos foram realizados para otimizar a temperatura do forno, o comprimento e a frequência das fases de lavagem, a proporção das misturas de gases e a massa do lotes de simulador de solo. Os resultados mostram que o rendimento é maximizado pelo processamento do simulador de solo em pequenos lotes, nas temperaturas mais altas possíveis e usando longas fases de lavagem.
O subproduto sólido é rico em sílica e metais que podem sofrer processamento adicional para outros recursos úteis para a exploração in-situ da Lua.
“A capacidade de ter instalações eficientes de produção de água e oxigênio no local é fundamental para a exploração humana e para conduzir ciência de alta qualidade diretamente na Lua”, disse Lavagna. “Esses experimentos de laboratório aprofundaram nossa compreensão de cada etapa do processo. Não é o fim da história, mas é um bom ponto de partida.”
Publicado em 25/09/2021 21h45
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