Los mineros lunares se mostraron particularmente jubilosos esta semana cuando los científicos dijeron que habían encontrado evidencia convincente de hielo de agua en la superficie lunar. Hay mucho más hielo de lo que pensábamos y ahora sabemos exactamente dónde se encuentra. Esto puede simplificar enormemente la futura extracción de agua.
Mucho antes de este descubrimiento, los científicos estaban tratando de encontrar agua que pudiera estar escondida en la superficie de la luna. Es un recurso que será increíblemente valioso para futuras misiones a largo plazo a la Luna, ya que el agua es esencial para la vida aquí en la Tierra. Puede reciclarse en el hábitat lunar o usarse para beber o bañarse. Además, con su ayuda, sería posible cultivar las plantas necesarias para alimentar a los futuros habitantes lunares.
Quizás el uso más grande e inmediato del agua lunar es el combustible para cohetes. Los componentes principales del agua, hidrógeno y oxígeno, son dos de los materiales más importantes que se utilizan para fabricar combustible para cohetes. Y si fabrica combustible para cohetes a partir del agua de la Luna, sería fantástico ahorrar dinero en ambiciosas misiones en el espacio. Por ahora, los cohetes que salen de la Tierra deben llevar todo el combustible que necesitan. Pero usando hielo lunar, los cohetes podrían repostar mientras están en el espacio y llegar a lugares más lejanos por menos dinero.
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¿Es mejor el agua que el aceite?
“La idea es crear una especie de cadena de suministro fuera de la Tierra para ciertos productos, en particular para el agua como combustible, para que sea mucho más fácil moverse de un cuerpo a otro en el espacio”, dice Julie Brisset. Miembro de investigación, Florida Space Institute.
Enviar algo al espacio siempre es caro. Si desea que su satélite escape de la gravedad de la Tierra, necesitará mucho combustible para ponerlo en órbita. De hecho, la mayor parte del peso que lleva un cohete cuando se lanza proviene del combustible. Y cuanto más se adentra en el espacio, más combustible necesita. Se necesita más energía para romper con la gravedad del planeta. Por lo tanto, las misiones al espacio profundo son cada vez más caras, porque se necesita un gran cohete y se necesita mucho combustible.
Pero, ¿y si, en lugar de tomar combustible en la Tierra, pudieras llenar el tanque con combustible que ya está en el espacio? Entonces, las misiones al espacio profundo se volverían tan mundanas como viajar de una ciudad a otra. “Imagínense que tienen que salir de Denver y no hay estaciones de servicio en el camino y tienen que llevar gasolina hasta Nueva York”, dice George Sowers, profesor de la Escuela de Minas de Colorado y ex vicepresidente de United Launch. Alianza. “Definitivamente no tendrás todo esto en el auto. Tendremos que llevar un remolque . Es por eso que la idea del desarrollo lunar es tan emocionante para la mente. El agua de la luna podría extraerse, descomponerse en combustible para cohetes y transportarse a una órbita terrestre baja o circunlunar. Los cohetes no necesitan ser grandes para llevar todo el combustible con ellos. Podrían simplemente atracar en una estación de servicio y repostar para viajes largos.
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Transportar combustible desde la Luna a otros lugares del espacio será mucho más económico que transportarlo desde la Tierra. En la Luna, una sexta parte de la gravedad de la Tierra, lo que significa que se necesita menos energía para salir de la superficie. Sowers analizó recientemente el costo de transportar combustible lunar a diferentes lugares en el espacio. Llevar agua lunar a la órbita terrestre baja, por ejemplo, es más barato que enviarla desde la Tierra, aunque nuestro planeta está más cerca. "Si va a utilizar este combustible en la órbita terrestre baja, los ahorros serán del 20 al 30 por ciento si utiliza combustible lunar en lugar de terrestre", dice Sowers.
Los científicos han fantaseado con convertir el agua lunar en combustible para cohetes durante décadas, ya que ha surgido evidencia de que los polos lunares son adecuados para desarrollar hielo. En 1994, un estudio conjunto de la NASA y el ejército estadounidense llamado Clementine mostró que existe agua en los cráteres de los polos lunares. Estos lugares nunca ven la luz del sol y nunca alcanzan temperaturas superiores a los -250 grados Fahrenheit. Desde entonces, varias misiones a la luna han confirmado que puede haber agua en la zona. En 2009, la NASA dejó caer la nave espacial LCROSS en un cráter en el polo sur de la luna para ver qué materiales expulsaría el impacto. Se encontró que la descarga era 5% de agua.
Sin embargo, un estudio publicado esta semana en PNAS muestra que algunas áreas de la luna podrían quedar sumergidas en agua. Científicos de la Universidad de Hawai y la Universidad de Brown analizaron los datos recopilados por la nave espacial Chandranayan 1 de la India que navegó a la luna en 2008. Usando uno de los instrumentos de la nave, pudieron mapear áreas de hielo en la luna midiendo la reflectividad del agua. También escanearon estos lugares con luz infrarroja y determinaron que el agua tomaba la forma de hielo, no de líquido o vapor. No solo confirmaron que hay hielo de agua en la superficie de la luna, sino que algunas áreas de la tierra tienen entre un 20 y un 30 por ciento de hielo. Según la profundidad del hielo debajo de la superficie, sería posible trazar un mapa de dónde se extraerían los componentes del propulsor.
Un depósito de combustible en órbita terrestre baja abre nuevas posibilidades para misiones en el espacio. Por ejemplo, se podría construir un remolcador espacial: un cohete que se asienta en el espacio, se reposta una y otra vez y lleva los satélites al destino deseado. Ahora los satélites, que se lanzan a una órbita alta, tardan entre seis meses y un año en ascender lentamente utilizando motores a bordo. Durante este tiempo, no pueden hacer su trabajo y no traen dinero. Pero con un remolcador espacial, los satélites podrían desplegarse en órbitas más bajas con pequeños cohetes y luego ser utilizados por el remolcador espacial para llevar los satélites a la órbita deseada en solo unos días. Esto ahorraría dinero a los operadores de satélites: no tendrían que lanzar un gran cohete para llevar su carga al espacio.y habrían tenido más tiempo para trabajar con su compañero.
Así que sí, el agua de la luna es fría como combustible, pero no será fácil comenzar a extraerla. Primero, debe realizar un reconocimiento exhaustivo. Gracias al estudio PNAS, los científicos han creado esencialmente un mapa que muestra dónde buscar las áreas más jugosas de hielo de agua en los polos lunares. El siguiente paso será enviar el módulo de aterrizaje y los vehículos lunares para encontrar los mejores sitios. Los científicos aún no saben si el hielo está en forma de aguanieve mezclado con hielo o en forma de bloques sólidos mezclados con otro material de la superficie. “Sabemos diseñar equipos de extracción. Simplemente no sabemos qué equipo usar”, dice Metzger.
Una idea es excavar el suelo lunar con una excavadora que envía material a un procesador. El procesador separa el hielo del suelo durante el proceso de calentamiento y rompe el agua en componentes básicos utilizando electricidad. Parte del combustible resultante se utiliza para lanzar el resto del agua desde la Luna en un vehículo al depósito de combustible.
Por supuesto, todo esto saldrá caro. “Todo se reduce a un análisis de costos”, dice Metzger. "¿Es más barato lanzar combustible para cohetes desde la Tierra, o es más barato lanzar equipo al espacio una vez y luego mantener ese equipo y usarlo para crear continuamente combustible para cohetes en el espacio?" Con base en el análisis de Metzger, Brissé y Sowers, llegaron a la conclusión de que se necesitarían diez años para invertir en minería en la luna para obtener ganancias. Pero dado que la minería lunar es un negocio riesgoso, es posible que los capitalistas de riesgo no quieran participar activamente en este negocio.
Es por eso que el equipo sugiere que la NASA debería cofinanciar los primeros desarrollos mineros. Por lo tanto, es más probable que los inversores comerciales se asocien con una agencia de renombre que pueda asumir algunos de los costos.
La NASA no proporcionará un servicio a los inversores: la agencia espacial ha sugerido que se pueden requerir hasta 100 toneladas métricas de combustible cada año para alimentar las naves espaciales que salen de la superficie lunar desde la base. Si todo esto se lanza desde la Tierra, se necesitarán unos 3.500 millones de dólares al año. Los ahorros derivados de la creación de combustible lunar harán que las misiones a la Luna y Marte sean más baratas. “Las misiones a Marte serían más baratas y todo lo que hacemos fuera de la Tierra también”, dice Sowers. Por ejemplo, usar combustible lunar para repostar cohetes reduciría el costo de volar a la Luna desde la Tierra en un factor de tres, dijo Sowers. Esto es importante considerando que la NASA está a punto de realizar una misión humana a la Luna nuevamente.
Ilya Khel
