La Luna, más cerca de convertirse en un 'espaciopuerto' de la Tierra

Quedaba pendiente, sin embargo, una delicada cuestión. ¿Cómo extraer toda esa agua? Ahora, un equipo de investigadores de distintas universidades chinas acaba de presentar en la revista 'Joule' una nueva tecnología que permite, por un lado, extraer con éxito el agua del suelo lunar y, por otro, usarla para transformar el dióxido de carbono en oxígeno respirable y componentes químicos como combustible. Un avance fundamental y que supone un gran paso hacia el sueño de convertir nuestro satélite en el 'espaciopuerto' de la Tierra, una plataforma de lanzamiento donde ensamblar y enviar naves tripuladas a las regiones más remotas del Sistema Solar.

«Nunca imaginamos toda la 'magia' que había en el suelo lunar -afirma Lu Wang, de la Universidad China de Hong Kong en Shenzhen-. La mayor sorpresa para nosotros fue el éxito tangible de nuestro enfoque. Integrar en un solo paso la extracción de H2O lunar y la catálisis fototérmica de CO2 mejorará la eficiencia de la utilización de la energía y disminuirá el costo y la complejidad del desarrollo de infraestructura». En otras palabras, no es solo que se haya conseguido extraer agua, sino que se ha logrado de una forma energéticamente eficiente y, además, acoplada a la producción de otros recursos vitales.

La idea de que existe agua en la Luna no es nueva. Las misiones Apolo, en los años 60 y 70, ya trajeron muestras de rocas y suelo que, tras décadas de análisis con técnicas cada vez más sofisticadas, terminaron por revelar la presencia de moléculas de agua, aunque en cantidades mínimas. Pero fue la misión india Chandrayaan-1, en 2008, con su instrumento Moon Mineralogy Mapper (M3), la que proporcionó las pruebas más contundentes de la existencia de hidroxilo y agua helada en la superficie lunar. Posteriormente, otras misiones, como la NASA's Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) en 2009, confirmaron la presencia de cantidades significativas de hielo de agua en los cráteres permanentemente sombreados de los polos lunares.

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Pero el velo no se corrió del todo hasta que la misión china Chang'e-5, que aterrizó en la Luna en diciembre de 2020, logró traer a la Tierra unos 1.731 gramos de regolito lunar, cuyo análisis, realizado por equipos científicos de todo el mundo, ha proporcionado una comprensión más profunda de la composición del suelo lunar, incluyendo la distribución y la forma en que aparece el agua. Son esas mismas muestras las que han permitido a Wang y sus colegas desarrollar la nueva tecnología.

El mayor problema con las estrategias anteriores para extraer agua del suelo lunar, aunque eran prometedoras, era su ineficiencia. De hecho, implican múltiples pasos, cada uno de ellos con un alto consumo energético. Era necesario, por ejemplo, calentar grandes volúmenes de regolito para liberar el agua atrapada en forma de vapor, lo que obligaba después a tener que condensarla. Cada etapa añadía complejidad, coste y un considerable gasto energético. Además, ninguna de esas soluciones abordaba la transformación del CO2 exhalado por los astronautas en oxígeno y combustible. Era como tener una parte del puzzle, pero sin la imagen completa.

Por eso, lo que distingue a la tecnología desarrollada por Wang y sus colegas es su enfoque de 'doble propósito'. No se trata solo de extraer agua, sino de integrarla directamente en un sistema que aprovecha ese recurso vital para otro proceso igualmente importante: la conversión del dióxido de carbono. El CO2, un subproducto inevitable de la respiración humana, pasa así de ser un residuo a una valiosa materia prima.

El nuevo sistema, de hecho, lo transforma en monóxido de carbono (CO) y gas hidrógeno (H2), que a su vez pueden utilizarse para fabricar combustibles -como el metano, que es un propulsor común para cohetes- y, lo que es aún más importante para la supervivencia humana, oxígeno para respirar.

Como ya se explicó en ABC, el 'secreto' detrás de esta tecnología reside en una ingeniosa estrategia fototérmica. En esencia, el sistema aprovecha la luz del Sol, una fuente de energía inagotable en el espacio, y la convierte en calor.

A pesar de los éxitos obtenidos en laboratorio, que suponen un hito impresionante, los autores del estudio son los primeros en reconocer que aún quedan desafíos por resolver. El entorno lunar es, por decirlo suavemente, hostil. Las fluctuaciones de temperatura son extremas y oscilan desde un calor abrasador durante el día lunar (que puede durar dos semanas terrestres) hasta intensas heladas durante la noche. La radiación, además, es constante y mucho más intensa que en la Tierra, ya que la Luna no cuenta con una atmósfera protectora. Y, por supuesto, la baja gravedad, que si bien puede ser una ventaja para el movimiento y la construcción, añade otra capa de complejidad a la operación de sistemas delicados.

Por si lo anterior fuera poco, el suelo lunar, o regolito, no es uniforme. Su composición y propiedades varían de una región a otra, lo que significa que un sistema optimizado para un tipo de suelo podría no funcionar con la misma eficacia en otro. Y hay otro punto crítico: la cantidad de CO2 exhalado por un pequeño grupo de astronautas podría no ser suficiente para generar toda el agua, el combustible y el oxígeno que necesitan para una estancia prolongada o para abastecer naves. Lo cual podría requerir fuentes adicionales de CO2 o sistemas complementarios.

Lu Wang es contundente al respecto: «Las limitaciones tecnológicas también siguen siendo una barrera, con un rendimiento catalítico actual aún insuficiente para mantener plenamente la vida humana en entornos más allá de la Tierra». En otras palabras, aunque la prueba de concepto es sólida, la eficiencia y escala de la producción actual no bastan para una base lunar autosuficiente. Se necesita más investigación, más desarrollo y, sin duda, más inversión.

«Superar estos obstáculos técnicos y los importantes costes asociados al desarrollo, despliegue y operación -concluyen los autores en su estudio- será crucial para lograr una utilización sostenible del agua lunar y la exploración espacial». Es decir, que la Luna está, ahora mucho más cerca de convertirse en un verdadero trampolín para la humanidad, abriendo las puertas a la exploración de Marte con misiones más largas y ambiciosas, o incluso a la minería de asteroides y la construcción de complejas y lejanas infraestructuras espaciales.