La NASA quiere convertir la Luna en una gasolinera espacial, pero el desafío energético es enorme

El regreso a la Luna del ser humano está cada vez más cerca. La NASA lleva tiempo trabajando en el programa Artemis y, muy pronto, comenzará con las primeras misiones tripuladas al único satélite natural de la Tierra. Sin embargo, su objetivo es crear asentamientos lunares y hacer más viajes de los que se hicieron en su día con Apolo. Por ese motivo, planean construir una estación espacial en la que reponer combustible. Pero hay una desventaja: el gasto energético que eso supone.

La exploración espacial cada vez resulta más impresionante y, si la humanidad quiere seguir expandiéndose por el Sistema Solar, va a necesitar gasolineras espaciales. Uno de los planes que se tiene en mente es producir combustible con el hidrógeno y oxígeno presentes en la Luna y aprovechar que la gravedad de su superficie es menor que la que tenemos en la Tierra. Esto requeriría de menos energía de la que tendríamos que usar desde nuestra órbita baja, pero seguiría suponiendo un desafío.

La razón por la que crear una ‘fábrica’ de combustible en la Luna gastaría tanta energía sería porque la infraestructura de producción probablemente tengamos que construirla en la Tierra. Por lo tanto, deberemos enviarla después al satélite en cohetes y cada lanzamiento gastará mucha energía.

¿Cuánta energía se gastará en la gasolinera lunar?

El PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences que en inglés significa «Actas de la Academia Nacional de Ciencias») calcula que los costos energéticos para producir O2 en la Luna serán de 24 kWh por kilogramos. Eso no es nada en comparación con lo que costaría sacar combustible en la Tierra. Sin embargo, la cantidad de energía que se necesitará en total, al tener que construir la infraestructura que se usará en la superficie lunar para ello, aumenta considerablemente la cifra.

El estudio que han realizado indica que, «como regla general», los cohetes que lanzamos desde la Tierra deben quemar aproximadamente 25 kg de combustible para transportar un kilogramo de carga útil. Mientras tanto, los lanzadores que comenzasen su trayecto en la superficie lunar únicamente quemarían unos 4 kg de combustible por cada kilogramo de carga útil. Además, se gastaría menos energía al no tener que salir de la órbita terrestre.

Las ventajas son tan claras que una gasolinera espacial en la Luna sería la solución para continuar con el avance en la exploración del Universo sin malgastar energía. Solo se tendría que fabricar combustible en el satélite natural, dividiendo el agua para producir hidrógeno y oxígeno. No obstante, todavía se desconoce cuánto depósito de H₂O hay ahí, por no sabemos qué tan rentable sería. Por lo tanto, los investigadores barajan aprovechar el regolito.

El regolito es el polvo lunar causado por la erosión de las rocas. Este está compuesto por una amplia variedad de minerales y algunos contienen O₂. Hay expertos que han trabajado en desarrollar prototipos de hardware que serían capaces de separar el oxígeno de un mineral llamado ilmenita (FeTiO 3). Uno de ellos podría enviarse a la Luna para recoger regolito, purificar la ilmenita y combinará con hidrógeno a altas temperaturas para, después, obtener el oxígeno como combustible.

Hay que tener en cuenta los tiempos que tardaría en hacer todo ese proceso. Basándose en el conocimiento de presencia de ilmenita en el regolito, la PNAS calculó que se necesitarán un poco más de 10 días para producir una tonelada. En suma, se requerirá un poco más de dos años para obtener suficiente oxígeno para llevar una nave espacial vacía al punto de Lagrange 1 Tierra-Luna.

El inconveniente de la recolección de O2 del polvo lunar es la cantidad de infraestructura que deberíamos llevar al satélite natural. Cosechadoras, separadores, cámaras de reacción de alta temperatura… Los datos del tiempo se han sacado teniendo en cuenta que la producción de combustible fuese durante las 24 horas del día, los 7 días a la semana y con paneles grandes. Por lo tanto, el material que se necesitaría enviar a la Luna sería gigantesco. Eso lleva a un gasto energético inicial enorme. 

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