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18 Marzo 2019 / Minería

Minería en la luna: desafíos para una industria del siglo XXI

El desarrollo de recursos lunares probablemente conducirá a una serie de tecnologías innovadoras y exóticas que podrían ser útiles.

 

Las próximas décadas prometen una nueva era de exploración lunar, donde los humanos viven allí durante largos periodos de tiempo gracias a la extracción y el uso de los recursos naturales.

 

Si usted fuera transportado a la Luna en este mismo instante, moriría rápida y seguramente. Esto se debe a que no hay atmósfera, y a que la temperatura de la superficie varía de un tostado a 130 grados Celsius (266 F) a un enfriamiento de huesos menos 170 C (menos 274 F). Ahora bien, si la falta de aire o el calor o el frío horrible no te matan, el bombardeo con micrometeoritos o la radiación solar lo harán. Por todas las cuentas, la Luna no es un lugar hospitalario para ningún humano.

 

Sin embargo, si los seres humanos quieren explorar la Luna y, potencialmente, vivir allí algún día, tendremos que aprender a lidiar con estas difíciles condiciones ambientales. Necesitaremos hábitats, aire, alimentos y energía, así como combustible para propulsar cohetes de regreso a la Tierra y posiblemente a otros destinos. Eso significa que necesitaremos recursos para cumplir con estos requisitos. Podemos traerlos desde la Tierra, una propuesta costosa, o tendremos que aprovechar los recursos de la Luna. Y ahí es donde surge la idea de la "utilización de recursos in situ" o ISRU.

 

Apoyar los esfuerzos para usar materiales lunares es el deseo de establecer asentamientos humanos temporales o incluso permanentes en la Luna, y hay numerosos beneficios al hacerlo. Por ejemplo, las bases o colonias lunares podrían proporcionar un entrenamiento y preparación invaluables para misiones a destinos más lejanos, incluido Marte. El desarrollo y la utilización de recursos lunares probablemente conducirán a un gran número de tecnologías innovadoras y exóticas que podrían ser útiles en la Tierra, como ha sido el caso con la Estación Espacial Internacional.

 

Como geólogo planetario, estoy fascinado por cómo llegaron a ser otros mundos y qué lecciones podemos aprender sobre la formación y evolución de nuestro propio planeta. Y como un día espero visitar la Luna en persona, estoy particularmente interesado en cómo podemos usar los recursos para hacer que la exploración humana del sistema solar sea lo más económica posible.

 

 

Utilización de recursos in situ

 

ISRU suena como ciencia ficción, y por el momento es en gran parte. Este concepto implica identificar, extraer y procesar material de la superficie y el interior lunares y convertirlo en algo útil: oxígeno para respirar, electricidad, materiales de construcción e incluso combustible para cohetes.

 

Muchos países han expresado un deseo renovado de volver a la Luna. La NASA tiene una multitud de planes para hacerlo, China aterrizó un rover en el lado lunar en enero y tiene un rover activo allí ahora mismo, y muchos otros países tienen sus miras puestas en las misiones lunares. La necesidad de utilizar materiales ya presentes en la Luna se vuelve más apremiante.

 

La anticipación de la vida lunar está impulsando la ingeniería y el trabajo experimental para determinar cómo usar eficientemente los materiales lunares para apoyar la exploración humana. Por ejemplo, la Agencia Espacial Europea planea aterrizar una nave espacial en el Polo Sur lunar en 2022 para perforar debajo de la superficie en busca de agua helada y otros productos químicos. Esta embarcación contará con un instrumento de investigación diseñado para obtener agua del suelo lunar o regolito.

 

Incluso ha habido discusiones sobre la posibilidad de minar y enviar a la Tierra el helio-3 bloqueado en el regolito lunar. El helio-3 (un isótopo no radiactivo del helio) podría usarse como combustible para los reactores de fusión para producir grandes cantidades de energía a un costo ambiental muy bajo, aunque la fusión como fuente de energía aún no se ha demostrado, y el volumen de helio extraíble -3 es desconocido. No obstante, aun cuando los verdaderos costos y beneficios de la ISRU lunar aún no se han visto, hay pocas razones para pensar que el considerable interés actual en la minería de la Luna no continuará.

 

Vale la pena señalar que la Luna puede no ser un destino particularmente adecuado para extraer otros metales valiosos como el oro, platino o elementos de tierras raras. Esto se debe al proceso de diferenciación, en el que los materiales relativamente pesados se hunden y los materiales más ligeros se elevan cuando un cuerpo planetario está parcial o casi totalmente fundido.

 

Esto es básicamente lo que sucede si sacude un tubo de ensayo lleno de arena y agua. Al principio, todo se mezcla, pero luego la arena se separa del líquido y se hunde hasta el fondo del tubo. Y al igual que para la Tierra, la mayoría de los inventarios de metales pesados y valiosos de la Luna probablemente se encuentran en lo más profundo del manto o incluso en el núcleo, donde son esencialmente imposibles de acceder. De hecho, debido a que los cuerpos menores, como los asteroides, generalmente no se diferencian, son objetivos tan prometedores para la exploración y extracción de minerales.

 

 

Formación lunar

 

De hecho, la Luna ocupa un lugar especial en la ciencia planetaria porque es el único otro cuerpo en el sistema solar donde los seres humanos han puesto un pie. El programa Apollo de la NASA en los años 60 y 70 vio a un total de 12 astronautas caminar, rebotar y vagar en la superficie. Las muestras de roca que trajeron y los experimentos que dejaron allí permitieron una mayor comprensión no solo de nuestra Luna, sino de cómo se forman los planetas en general, de lo que nunca habría sido posible.

 

De esas misiones, y de otras en las décadas posteriores, los científicos han aprendido mucho sobre la Luna. En lugar de crecer a partir de una nube de polvo y hielo como lo hicieron los planetas en el sistema solar, descubrimos que nuestro vecino más cercano es probablemente el resultado de un impacto gigante entre la proto-Tierra y un objeto del tamaño de Marte. Esa colisión expulsó un gran volumen de escombros, algunos de los cuales más tarde se unieron en la Luna. Desde los análisis de muestras lunares, el modelado por computadora avanzado y las comparaciones con otros planetas en el sistema solar, hemos aprendido, entre muchas otras cosas, que los impactos colosales podría ser la regla, no la excepción, en los primeros días de este y otros sistemas planetarios.

 

Llevar a cabo investigaciones científicas sobre la Luna produciría aumentos dramáticos en nuestra comprensión de cómo se originó nuestro satélite natural, y en qué procesos operan dentro y dentro de la superficie para que se vea como lo hace.

 

Las próximas décadas prometen una nueva era de exploración lunar, donde los humanos viven allí durante largos periodos de tiempo gracias a la extracción y el uso de los recursos naturales de la Luna. Entonces, con un esfuerzo constante y decidido, la Luna puede convertirse no solo en un hogar para futuros exploradores, sino en el trampolín perfecto desde el cual dar el próximo salto gigante.

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