Respiración de astronautas y luz solar: la estrategia china para obtener agua del suelo de la Luna

Por ello, los esfuerzos de las agencias espaciales ahora se centran en explotar los recursos 'in situ', como precisamente el líquido elemento, del que en teoría se podría sacar, además de agua para beber, oxígeno para respirar e hidrógeno como combustible. Ahora, científicos chinos proponen una tecnología innovadora que permitiría aprovechar el hidrógeno de las rocas lunares tan solo utilizando la luz del Sol como fuente de energía y el dióxido de carbono de las respiración de los astronautas.

«Nunca imaginamos del todo la 'magia' que poseía el suelo lunar», afirma Lu Wang, de la Universidad China de Hong Kong, Shenzhen. «La mayor sorpresa para nosotros fue el éxito de este enfoque integrado. La integración en un solo paso de la extracción de H₂O lunar y la catálisis fototérmica de CO₂ podría mejorar la eficiencia del uso de energía y reducir el coste y la complejidad del desarrollo de infraestructura». Los resultados acaban de publicarse en la revista 'Joule'.

Diversos estudios y misiones han demostrado que la superficie de la Luna está más 'hidratada' de lo que se podría pensar. Aparte del agua en forma de hielo de los polos, se han hallado moléculas de agua incrustadas en las rocas. La última incursión humana, la misión china Chang'e-5, no solo confirmó este extremo sobre el terreno, sino que trajo muestras que después fueron analizadas en la Tierra.

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Precisamente esas muestras han sido claves para este nuevo estudio. Simulando con ellas el suelo lunar, aplicaron calor mediante luz solar intensa, a modo de horno que funciona con la luz del Sol. Así extrajeron agua, que luego lo mezclaron con dióxido de carbono, el mismo que exhalamos los humanos cuando respiramos -y los astronautas en la Luna-. De esta manera, obtuvieron oxígeno, hidrógeno y monóxido de carbono.

Todo el proceso ocurre gracias a un mineral del suelo lunar llamado ilmenita, que actúa como catalizador (una especie de 'facilitador' de reacciones químicas). El calor y la luz solar activan este mineral, que ayuda a que el agua y el CO₂ se transformen en productos útiles. Lo mejor es que no hace falta llevar el catalizador desde la Tierra: ya está en el suelo de la Luna. Y el proceso, básicamente, es como una suerte de 'fotosíntesis lunar artificial', como el mecanismo que usan las plantas para convertir el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y azúcares utilizando la luz solar.

No obstante, y aunque la tecnología es bastante prometedora, según señalan los autores, aún quedan algunos retos para su implementación. Por ejemplo, si bien se han simulado las condiciones lunares, existen limitaciones en la Tierra que son imposibles de replicar, como la fluctuación de temperaturas extremas, la poca gravedad o la radiación.

Además, el suelo lunar en su entorno natural no tiene una composición uniforme, lo que impide que no todo el suelo sea apto para esta tecnología. Por otro lado, según señalan los autores, el dióxido de las exhalaciones de los astronautas podría no ser suficiente para proporcionar la base de todo el agua, el combustible y el oxígeno que necesitan.

«Las limitaciones tecnológicas también siguen representando un obstáculo, ya que el rendimiento catalítico actual aún es insuficiente para sustentar plenamente la vida humana en entornos extraterrestres», señala Wang, quien también indica que, de momento, se trata de un prototipo que deberá ser escalado. «Superar estos obstáculos técnicos y los importantes costos asociados en el desarrollo, la implementación y la operación será crucial para lograr la utilización sostenible del agua lunar y la exploración espacial».