A ambiciosa visão de longo prazo de estabelecer postos avançados humanos na Lua depende criticamente do desenvolvimento de tecnologias que permitam a autossuficiência, reduzindo drasticamente o custo exorbitante e as complexidades logísticas das missões de reabastecimento vindas da Terra. Um novo avanço de uma equipa de cientistas chineses oferece uma solução convincente: um método inovador para gerar recursos essenciais como oxigénio e combustível de foguetão diretamente a partir do solo lunar, potencialmente redefinindo a viabilidade económica e operacional de uma presença lunar sustentada.
- Cientistas chineses desenvolveram um novo processo de fotocatálise térmica de uma etapa para produzir oxigénio e metano a partir do solo lunar.
- O método utiliza o rególito lunar, especificamente o mineral ilmenite, como catalisador, aproveitando a luz solar focada para extrair água.
- O processo envolve a reação da água extraída com dióxido de carbono (potencialmente da expiração dos astronautas) para gerar oxigénio respirável e metano, um propulsor de foguetão viável.
- Esta inovação visa reduzir significativamente os custos de transporte de recursos da Terra para a Lua, estimados em 83.000 dólares por galão de água.
- Os desafios incluem a baixa condutividade térmica do rególito lunar e a limitação do fornecimento de dióxido de carbono na Lua.
- O próximo passo crucial é provar a escalabilidade e a eficiência operacional da tecnologia em condições lunares reais.
A inovação centra-se num processo de fotocatálise térmica de uma etapa que aproveita o abundante rególito da Lua, especificamente o mineral ilmenite, como catalisador. Esta técnica extrai água do solo lunar aquecendo-o a aproximadamente 200 graus Celsius (392 graus Fahrenheit) usando luz solar focada. Posteriormente, é introduzido dióxido de carbono, que poderia ser obtido da expiração dos astronautas ou de outras operações lunares. A ilmenite catalisa então uma reação entre a água extraída e o dióxido de carbono, produzindo tanto oxigénio para a respiração quanto metano, um propulsor de foguetão viável. Esta abordagem integrada, como destacado por Lu Wang, um químico da Universidade Chinesa de Hong Kong, promete uma melhor utilização da energia e uma menor complexidade da infraestrutura em comparação com métodos anteriores de várias etapas ou que exigem catalisadores transportados da Terra.
As implicações económicas são significativas. Transportar até mesmo necessidades básicas como água da Terra para a Lua é proibitivamente caro, com estimativas a sugerir custos de 83.000 dólares por galão. A Lua, embora pareça árida, possui reservas substanciais de água aprisionadas em minerais em crateras polares permanentemente sombreadas. A utilização deste recurso indígena, combinada com um processo que elimina a necessidade de catalisadores fornecidos pela Terra, poderia reduzir drasticamente os custos operacionais das bases lunares. Além disso, o metano é um combustível de foguetão mais estável e, portanto, mais manejável do que o hidrogénio líquido, reduzindo a maquinaria e manutenção necessárias na superfície lunar – uma vantagem crítica para missões de longa duração. Entidades comerciais, como a chinesa Landspace, já estão a demonstrar a viabilidade de foguetões movidos a metano.
Desafios e Considerações de Escala
Apesar da promessa, a tecnologia enfrenta desafios consideráveis que exigem validação adicional. Philip Metzger, um físico planetário da Universidade da Flórida Central e cofundador da ‘Swamp Works’ do Centro Espacial Kennedy da NASA, aponta vários obstáculos práticos. Uma preocupação primária é a propriedade de isolamento térmico do rególito lunar, que impede a distribuição eficiente do calor. Esta característica poderia reduzir significativamente a taxa de extração de água, necessitando de soluções mecânicas complexas como ‘revolver’ o solo, o que, por sua vez, introduz mais peças móveis suscetíveis a avarias no ambiente lunar adverso de flutuações extremas de temperatura e poeira omnipresente.
Outro desafio significativo reside no fornecimento de dióxido de carbono. Cálculos sugerem que a expiração dos astronautas por si só forneceria apenas cerca de um décimo do CO2 necessário para este processo, potencialmente exigindo o transporte de dióxido de carbono da Terra, o que contradiria o objetivo central da autossuficiência lunar. Metzger também defende que um catalisador especificamente projetado, como níquel-em-kieselguhr, embora caro para transportar inicialmente, pode provar ser mais eficiente e económico a longo prazo devido à sua reutilização, superando os benefícios de usar o rególito lunar menos eficiente.
Embora a pesquisa demonstre de forma convincente a viabilidade química de usar o rególito lunar como catalisador para a produção de recursos, o próximo passo crucial envolve provar a escalabilidade da tecnologia e a sua eficiência operacional sob condições lunares reais, incluindo gravidade fraca e radiação intensa. Programas como as missões Artemis da NASA representam oportunidades vitais para testar e amadurecer tais tecnologias de utilização de recursos in situ (ISRU), que são indispensáveis para a transição de visitas lunares transitórias para uma presença humana sustentada na Lua.