En "El caso de Marte" de Robert Zubrin, describe un plan para asentar Marte (entre otras cosas) encontrando agua y utilizando la electrólisis para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Esto proporciona combustible para vehículos y aire para que la tripulación respire. ¿Puede un plan similar funcionar para asentar la luna? ¿Hay suficientes recursos en la luna para que un asentamiento sea autosuficiente? ¿Hay suficiente agua en la luna para que esto sea viable?
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Sarah Szabo
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Respuestas:
La autosuficiencia es un término increíblemente amplio. Podríamos argumentar que sí, hay agua en la Luna, y que sí, hay formas viables de producir la electricidad requerida de manera autosostenible, pero la verdadera pregunta es si hay áreas en la Luna que serían viables para ambos en al mismo tiempo.
Verá, el lugar más probable donde podría existir agua superficial o cerca del subsuelo en la Luna y ser adecuada para la extracción en masa son sus regiones polares, permanentemente oscuras. De hecho, la nave espacial Chandrayaan-1 de la ISRO (Organización de Investigación Espacial de la India) ha detectado evidencia de agua encerrada en minerales de regolito lunar de superficie en la región lunar del polo sur, agua que probablemente se origina en los impactos de asteroides y cometas incrustados en el interior del núcleo lunar y liberada como Agua magmática más cerca de la superficie. Cualquier agua de forma libre en otras regiones de la Luna que esté expuesta a la luz solar y a la radiación solar se sublimaría en su forma gaseosa directamente y con la ionización perdería átomos de hidrógeno, por lo que los átomos de hidrógeno y oxígeno aún podrían estar presentes en cierta medida incrustados en la superficie. capa de minerales, la extracción probablemente sería demasiado elaborada allí.
Pero, donde sea que encuentre su fuente de agua, aún necesitaría una gran cantidad de electricidad para alimentar su planta de extracción, luego usar la electrólisis para separar el agua molecular en sus átomos constituyentes y comprimirla en condiciones criogénicas a sus líquidos diatómicos que son adecuado como componentes propulsores, oxígeno líquido diatómico (o LOX) como oxidante, y el doble de la cantidad molecular de hidrógeno líquido diatómico (o LH2) que el combustible de su cohete. El problema con la electricidad es que, a menos que traigas la tuya y una gran cantidad de ella para alimentar tus plantas, es probable que quieras usarla ya sea energía solar, o aprovechar el helio-3 incrustado en el regolito lunar (o 3 He) y alimente su reactor de fusión Helium-3 de tercera generación. Ver por ejemplo esta respuesta mía enExploración espacial sobre cómo se podría hacer eso.
Por lo tanto, el principal enigma para explotar los recursos lunares, por el momento, sigue siendo encontrar recursos de agua suficientes y viables, donde también hay formas autosostenibles de generar la electricidad requerida. Una opción que se me ocurre es permanecer en el ecuador lunar más expuesto y extraer isótopos de hidrógeno de deuterio y tritio, así como helio-3 del regolito lunar, todos ellos incrustados allí desde las eyecciones de masa coronal (CME). El oxígeno requerido podría producirse triturando minerales oxidados y dejándolos sudar con la presencia de isótopos de hidrógeno en agua ionizada, y el helio-3 podría usarse como se mencionó anteriormente para mantener una reacción de fusión que produzca la electricidad requerida para luego romper las moléculas de agua en sus átomos constituyentes. de hidrógeno y oxígeno por electrólisis.
La cantidad de estos isótopos de hidrógeno y helio están realmente incrustados en el regolito lunar, y cuánto tiempo persisten estos depósitos en él, posiblemente permaneciendo allí durante al menos un tiempo debido a la carga estática del regolito mientras es bombardeado por la radiación solar. Sin embargo, esta es una pregunta completamente diferente y una que todavía no podemos responder. El estudio de la exosfera lunar y el ambiente de polvo es el único propósito del LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), que apenas acabamos de lanzar allí. Sabremos en aproximadamente un año, si será capaz de proporcionar evidencia científica concluyente para estas teorías que acabo de mencionar.
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Además, Marte tiene una atmósfera mucho más sustancial compuesta de ~ 95% de CO2 (que es uno de los puntos principales que Zubrin hace), mientras que la atmósfera de la luna palidece en comparación. ¿Porque es esto importante? Combinado con el suministro de hidrógeno que se llevaría, podría combinar el CO2 con H2 para producir metano (CH4) que puede usarse como combustible para cohetes; También se puede producir agua. Ver la reacción de Sabatier .
La página 60 en "El caso de Marte" también habla sobre los méritos y los inconvenientes de los sistemas de propulsión de CH4 / O2 y CO / O2, el primero es realmente la mejor alternativa si el hidrógeno estuviera disponible. Además, cuando se habla de asentamientos, la exploración es una función crucial. El combustible para vehículos también se puede suministrar mediante el uso del CO2 atmosférico marciano.
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