Juntamente com os avanços na exploração espacial, vimos recentemente muito tempo e dinheiro investidos em tecnologias que podem permitir a utilização efetiva de recursos espaciais. E na vanguarda desses esforços está um foco nítido em encontrar a melhor maneira de produzir oxigênio na lua.
Em outubro, a Agência Espacial Australiana e a NASA assinaram um acordo para enviar um rover fabricado na Austrália sob o programa Artemis, com o objetivo de coletar rochas lunares que poderiam fornecer oxigênio respirável na lua.
Embora a lua tenha uma atmosfera, ela é muito fina e composta principalmente de hidrogênio, neon e argônio. Não é o tipo de mistura gasosa que poderia sustentar mamíferos dependentes de oxigênio, como os humanos.
Dito isto, há realmente muito oxigênio na lua. Só não está na forma gasosa. Em vez disso, está preso dentro do regolito – a camada de rocha e poeira fina que cobre a superfície da lua. Se pudéssemos extrair oxigênio do regolito, seria suficiente para sustentar a vida humana na lua?
A amplitude do oxigênio
O oxigênio pode ser encontrado em muitos dos minerais no solo ao nosso redor. E a lua é feita principalmente das mesmas rochas que você encontrará na Terra (embora com uma quantidade um pouco maior de material que veio de meteoros).
Minerais como sílica, alumínio e óxidos de ferro e magnésio dominam a paisagem da lua. Todos esses minerais contêm oxigênio, mas não de uma forma que nossos pulmões possam acessar.
Na lua, esses minerais existem em algumas formas diferentes, incluindo rocha dura, poeira, cascalho e pedras que cobrem a superfície. Este material resultou dos impactos de meteoritos colidindo com a superfície lunar ao longo de incontáveis milênios.
Algumas pessoas chamam a camada superficial da lua de “solo” lunar, mas, como cientista do solo, hesito em usar esse termo. O solo, como o conhecemos, é uma coisa muito mágica que só ocorre na Terra. Ele foi criado por uma vasta gama de organismos trabalhando no material original do solo – regolito, derivado de rocha dura – ao longo de milhões de anos.
O resultado é uma matriz de minerais que não estavam presentes nas rochas originais. O solo da Terra está imbuído de características físicas, químicas e biológicas notáveis. Enquanto isso, os materiais na superfície da lua são basicamente regolitos em sua forma original e intocada.
Uma substância entra, duas saem
O regolito da lua é composto de aproximadamente 45% de oxigênio . Mas esse oxigênio está fortemente ligado aos minerais mencionados acima. Para quebrar esses laços fortes, precisamos colocar energia.
Você pode estar familiarizado com isso se souber sobre eletrólise. Na Terra, esse processo é comumente usado na fabricação, como para produzir alumínio. Uma corrente elétrica é passada através de uma forma líquida de óxido de alumínio (comumente chamado de alumina) por meio de eletrodos, para separar o alumínio do oxigênio.
Neste caso, o oxigênio é produzido como um subproduto. Na lua, o oxigênio seria o principal produto e o alumínio (ou outro metal) extraído seria um subproduto potencialmente útil.
É um processo bastante simples, mas há um problema: é muito faminto de energia. Para ser sustentável, precisaria ser apoiado por energia solar ou outras fontes de energia disponíveis na lua.
A extração de oxigênio do regolito também exigiria equipamentos industriais substanciais. Precisaríamos primeiro converter o óxido de metal sólido em forma líquida, aplicando calor ou calor combinado com solventes ou eletrólitos. Nós temos a tecnologia para fazer isso na Terra, mas mover este aparelho para a lua – e gerar energia suficiente para executá-lo – será um grande desafio.
No início deste ano, a startup belga Space Applications Services anunciou que estava construindo três reatores experimentais para melhorar o processo de produção de oxigênio por meio de eletrólise. Eles esperam enviar a tecnologia para a lua até 2025 como parte da missão de utilização de recursos in situ (ISRU) da Agência Espacial Europeia
Quanto oxigênio a lua poderia fornecer?
Dito isto, quando conseguirmos, quanto oxigênio a lua pode realmente fornecer? Bem, bastante como se vê.
Se ignorarmos o oxigênio ligado ao material rochoso mais profundo da lua – e apenas considerarmos o regolito que é facilmente acessível na superfície – podemos chegar a algumas estimativas.
Cada metro cúbico de regolito lunar contém em média 1,4 toneladas de minerais, incluindo cerca de 630 quilos de oxigênio. A NASA diz que os humanos precisam respirar cerca de 800 gramas de oxigênio por dia para sobreviver. Portanto, 630 kg de oxigênio manteriam uma pessoa viva por cerca de dois anos (ou pouco mais).
Agora vamos supor que a profundidade média do regolito na lua é de cerca de dez metros, e que podemos extrair todo o oxigênio disso. Isso significa que os dez metros superiores da superfície da lua forneceriam oxigênio suficiente para sustentar todos os 8 bilhões de pessoas na Terra por algo em torno de 100.000 anos.
Isso também dependeria da eficácia com que conseguimos extrair e usar o oxigênio. Independentemente disso, esta figura é bastante surpreendente!
Dito isto, temos muito bom aqui na Terra. E devemos fazer tudo o que pudermos para proteger o planeta azul – e seu solo em particular – que continua a sustentar toda a vida terrestre sem que tentemos.
Publicado em 08/10/2022 11h34
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