Ciencia


Así prepara la Tierra una sucursal en la Luna

Los riesgos de la sostenibilidad ambiental del planeta son un tema preocupante que ha puesto a las potencias a cerrar filas. Científicos exploran alternativas.

Hay muchas ofertas laborales o licitaciones que sorprenden a más de uno. Conmoción fue lo que provocó la oferta que lanzó en 2020 la NASA para comprar muestras de suelo lunar, por lo que invitó a empresas privadas a presentar sus propuestas para extraer “pequeñas” muestras de piedras lunares o polvo. Una convocatoria que se catalogó, en su momento, como sin precedentes.

(Lea: La relación entre una roca antigua y la naturaleza en Marte)

La oferta va en sintonía con la pretensión de Estados Unidos por liderar la explotación de recursos, principalmente la minería, que se encuentren en suelo o subsuelo de asteroides y de la Luna, en el marco de una política que alentó el expresidente Donald Trump, quien siempre se interesó sobre cómo administrar y compartir los recursos extraterrestres.

Sin embargo, los tratados espaciales existentes son vacuos a la hora de determinar la explotación de recursos fuera de la Tierra. La oferta fue respondida por el multimillonario Elon Musk, quien suscribió un acuerdo con la NASA para que su empresa SpaceX, que se ocupa del transporte de carga y astronautas a la Estación Espacial Internacional (ISS), se encargara de la tarea.

Los cultivos lunares

Las muestras de suelo lunar fueron utilizadas para cultivar plantas, por primera vez en la historia, en un ensayo de laboratorio. Otra vez el mismo sentimiento: conmoción. Eso fue lo que sintieron los científicos que lograron producir semillas y plantas en el suelo lunar, un paso importante para hacer posibles las estancias a largo plazo en la Luna.

Así prepara la Tierra una sucursal en la Luna

Los investigadores utilizaron pequeñas muestras de polvo recolectadas durante las misiones Apolo de 1969-1972 para cultivar un tipo de berro, una planta rica en vitamina C, vitamina A y flavonoides. Para su sorpresa, las semillas brotaron después de dos días.

“No puedo expresar lo asombrados que estábamos. Cada planta, ya sea en una muestra lunar o en un control, se veía igual hasta aproximadamente el día seis”, expresó Anna-Lisa Paul, profesora de la Universidad de Florida y coautora de un artículo sobre los hallazgos.

Después del día seis, surgieron los problemas. Las plantas cultivadas en suelo lunar comenzaron a mostrar estrés, se desarrollaron más lentamente y terminaron atrofiadas. Pero los científicos dicen que es un proceso normal y que es un gran avance para seguir depurando el experimento, pues tiene implicaciones terrícolas.

“Esta investigación es fundamental para los objetivos de exploración humana a largo plazo de la NASA, ya que necesitaremos utilizar los recursos que se encuentran en la Luna y Marte para desarrollar fuentes de alimentos para los futuros astronautas que vivirán y operarán en el espacio profundo”, dijo Bill Nelson, director de la NASA.

Y agregó: “Esta investigación sobre el crecimiento de las plantas también es un ejemplo clave de cómo la NASA está trabajando para desbloquear innovaciones agrícolas que podrían ayudarnos a comprender cómo las plantas podrían superar las condiciones estresantes en áreas con escasez de alimentos aquí en la Tierra”.

La NASA, además, busca llevar la agricultura a niveles exorbitantes al construir casas a base de hongos en la Luna, que se mantienen “vivos” y se regeneran si se daña la estructura. ¡Inmobiliarias, a prepararse!

Un desafío para los investigadores es que simplemente no hay mucho suelo lunar para experimentar. Durante un periodo de tres años, desde 1969, los astronautas de la NASA recuperaron 382 kg (842 lb) de rocas lunares, muestras de núcleos, guijarros, arena y polvo de la superficie lunar. Por ello esperan que SpaceX proporcione futuras muestras.

El equipo de la Universidad de Florida recibió solo 1g de suelo por planta para el experimento de las muestras, que se han mantenido bajo llave durante décadas.

Oxígeno y combustible

Si en Estados Unidos juegan al agricultor, en China se enfocan en la energía. Las rocas del satélite contienen compuestos que pueden facilitar la vida de los astronautas en una futura base lunar. Investigadores de materiales de la Universidad de Nanjing revelaron que el suelo de la Luna tiene compuestos capaces de convertir el dióxido de carbono expelido por la respiración humana en oxígeno y combustibles.

Así prepara la Tierra una sucursal en la Luna

Para demostrarlo, han analizado y empleado suelo de la Luna devuelto por la sonda Chang’E 5, y probado diferentes reacciones químicas utilizando agua, CO2, luz solar y suelo lunar.

Los resultados de la investigación, publicados en la revista científica Joule, acercan la posibilidad de que astronautas pasen largas temporadas en un campamento base lunar que disponga de oxígeno, agua, combustible y electricidad, producidos en la misma Luna. Esta búsqueda de autosuficiencia es un objetivo tanto en el programa Artemisa de la NASA, como en los planes de la agencia espacial Europea ESA, y de la Agencia espacial China CNSA.

“Proponemos una vía de fotosíntesis extraterrestre potencialmente disponible en la Luna, que nos ayudará a conseguir un sistema de apoyo a la vida extraterrestre de ‘consumo energético cero’”, afirmaron los científicos chinos.

La apuesta es catalizar la serie de compuestos lunares en reacciones químicas que deriven en que el dióxido de carbono y el agua se conviertan en oxígeno, metano y metanol, irradiación solar de por medio.

El dióxido de carbono se obtendría del aire expelido por la respiración en la base lunar, y el agua se extraería del subsuelo del satélite. Después pueden emplearse distintas estrategias usando el suelo lunar rico en catalizadores potenciales, que median las reacciones en determinadas condiciones, como la exposición a luz solar, a electricidad (generada por paneles solares) y a temperatura.

Europa no se queda atrás

La Agencia Espacial Europea (ESA) quiere convertir el suelo lunar en una fuente de oxígeno y metales útiles para la conquista del espacio, ante la latencia del calentamiento global, que hasta acabaría con los tardígrados, especie más fuerte a los cambios climáticos en la Tierra. Para ello diseña una pequeña planta piloto que se pueda transportar a una futura base lunar.

La superficie lunar está cubierta de regolito, una alfombra de materiales rocosos con una propiedad especial: tienen una gran cantidad de oxígeno. Ahora, la ESA quiere usar esta capa como fuente de oxígeno y metales útiles.

Para ello, están poniendo a punto una pequeña planta piloto capaz de utilizar el material y convertirlo en otros más útiles. El objetivo es poder mantener un asentamiento lunar indefinido y una punta de lanza para el siguiente paso: la conquista espacial.

Las muestras traídas de la Luna han confirmado que el regolito está formado en un 40 o 45% de oxígeno. Regolito lunar es como se conoce al manto de restos formados por materiales poco compactos de fragmentos rocosos y suelo, que cubre un fondo rocoso sólido.

Parece ser que la profundidad media del regolito en las zonas de los mares lunares alcanza los cuatro o cinco metros, mientras que en las zonas correspondientes a las regiones montañosas puede llegar a alcanzar los diez o incluso más metros.

El regolito está formado de formas oxidadas de metales en su gran mayoría. Precisamente, ahí es donde radica su existencia, proveniente de materiales espaciales principalmente. Pero, el oxígeno que está ahí es atractivo para un planeta Tierra que lo tiene como elemento indispensable para la vida.

Para convertir ese polvo lunar en oxígeno se necesita la electrólisis de sal fundida. Este proceso calienta el regolito a 950ºC con cloruro de calcio. A esta temperatura la roca continúa sólida, pero el cloruro de calcio está fundido y actúa de electrolito. Al pasar una corriente eléctrica, el oxígeno es atraído y recogido a través del electrolito, pudiendo almacenarse en el ánodo.

En este proceso, además, el resto del regolito se convierte en metales, separando los óxidos. Este proceso es empleado en la industria, de hecho, para extraer materiales preciados en diversos procesos industriales. El oxígeno es solo un subproducto molesto en nuestra superficie. Sin embargo, en la Luna, podría ser el objetivo a la vez que los metales son un subproducto interesante.

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