Juntamente com os avanços na exploração espacial, recentemente vimos muito tempo e dinheiro investidos em tecnologias que poderiam permitir a utilização eficaz dos recursos espaciais. E na vanguarda desses esforços está um foco nítido em encontrar a melhor maneira de produzir oxigênio na Lua.
Em outubro, a Agência Espacial Australiana e a NASA assinaram um acordo para enviar um rover feito na Austrália para a Lua sob o programa Artemis, com o objetivo de coletar rochas lunares que poderiam fornecer oxigênio respirável na lua.
Embora a Lua tenha uma atmosfera, ela é muito fina e composta principalmente de hidrogênio, néon e argônio. Não é o tipo de mistura gasosa que poderia sustentar mamíferos dependentes de oxigênio, como os humanos.
Dito isso, na verdade há bastante oxigênio na lua. Simplesmente não está na forma gasosa. Em vez disso, ele está preso dentro do regolito – a camada de rocha e poeira fina que cobre a superfície da lua. Se pudéssemos extrair oxigênio do regolito, isso seria suficiente para sustentar a vida humana na Lua?
A amplitude do oxigênio
O oxigênio pode ser encontrado em muitos dos minerais do solo ao nosso redor. E a Lua é feita principalmente das mesmas rochas que você encontrará na Terra (embora com uma quantidade um pouco maior de material proveniente de meteoros).
Minerais como sílica, alumínio e óxidos de ferro e magnésio dominam a paisagem lunar. Todos esses minerais contêm oxigênio, mas não na forma que nossos pulmões podem acessar.
Na Lua, esses minerais existem em algumas formas diferentes, incluindo rocha dura, poeira, cascalho e pedras que cobrem a superfície. Este material resultou dos impactos de meteoritos que caíram na superfície lunar ao longo de incontáveis milênios.
“Algumas pessoas chamam a camada da superfície da Lua de “solo” lunar, mas, como cientista do solo, hesito em usar esse termo. O solo que conhecemos é uma coisa muito mágica que só ocorre na Terra. Ele foi criado por uma vasta gama de organismos trabalhando no material original do solo – regolito, derivado de rocha dura – ao longo de milhões de anos“, disse John Grant – professor de ciência do solo, da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália.
O resultado é uma matriz de minerais que não estavam presentes nas rochas originais. O solo da Terra está imbuído de notáveis características físicas, químicas e biológicas. Enquanto isso, os materiais na superfície da Lua são basicamente regolito em sua forma original e intocada.
Uma substância entra, duas saem
O regolito da Lua é composto de aproximadamente 45% de oxigênio. Mas esse oxigênio está fortemente ligado aos minerais mencionados acima. Para romper esses laços fortes, precisamos colocar energia.
Você pode estar familiarizado com isso se souber sobre eletrólise. Na Terra, esse processo é comumente usado na manufatura, como para produzir alumínio. Uma corrente elétrica é passada através de uma forma líquida de óxido de alumínio (comumente chamada de alumina) por meio de eletrodos, para separar o alumínio do oxigênio.
Nesse caso, o oxigênio é produzido como subproduto. Na Lua, o oxigênio seria o produto principal e o alumínio (ou outro metal) extraído seria um subproduto potencialmente útil.
É um processo bastante direto, mas há um porém: ele consome muita energia. Para ser sustentável, ele precisaria ser sustentado por energia solar ou outras fontes de energia disponíveis na lua.
“A extração de oxigênio do regolito também exigiria equipamentos industriais substanciais. Precisaríamos primeiro converter o óxido de metal sólido na forma líquida, aplicando calor ou combinando-o com solventes ou eletrólitos. Temos a tecnologia para fazer isso na Terra, mas mover este aparelho para a Lua – e gerar energia suficiente para operá-lo – será um grande desafio“, diz John Grant.
No início deste ano, a startup de Serviços de Aplicações Espaciais com sede na Bélgica anunciou que estava construindo três reatores experimentais para melhorar o processo de produção de oxigênio por eletrólise. Eles esperam enviar a tecnologia para a Lua até 2025 como parte da missão de utilização de recursos in-situ da Agência Espacial Europeia (ISRU).
Quanto oxigênio a Lua poderia fornecer?
Dito isso, quando conseguirmos retirá-lo, quanto oxigênio a Lua pode realmente fornecer? Bem, bastante, ao que parece.
Se ignorarmos o oxigênio preso no material rochoso mais profundo da Lua – e considerarmos apenas o regolito, que é facilmente acessível na superfície – podemos fazer algumas estimativas.
Cada metro cúbico de regolito lunar contém 1,4 toneladas de minerais em média, incluindo cerca de 630 quilos de oxigênio. A NASA diz que os humanos precisam respirar cerca de 800 gramas de oxigênio por dia para sobreviver. Portanto, 630 kg de oxigênio manteriam uma pessoa viva por cerca de dois anos (ou pouco mais).
Agora, vamos supor que a profundidade média do regolito na Lua seja de cerca de dez metros, e que podemos extrair todo o oxigênio disso. Isso significa que os dez metros mais altos da superfície da Lua forneceriam oxigênio suficiente para sustentar todas as oito bilhões de pessoas na Terra por algo em torno de 100 mil anos.
Isso também dependeria da eficácia com que conseguimos extrair e usar o oxigênio. Independentemente disso, esse número é incrível!
