A Lua é um lugar bastante inóspito para os seres humanos. Está tudo seco e empoeirado, e não há atmosfera para respirarmos. Mas há um monte de oxigênio: o regolito lunar – a camada superior quebradiça de sujeira e entulho na superfície da Lua – é carregado com ele. E agora os cientistas descobriram como tirá-lo.

O processo também não produz resíduos. Por um lado, você recebe um monte de oxigênio. Por outro lado, um monte de ligas metálicas às quais estava ligado. Ambos seriam realmente úteis em futuras bases ou colônias lunares.

Graças a regolito amostras retornadas de missões lunares anteriores, sabemos que o oxigênio é realmente bastante abundante lá em cima. Entre 40 e 45% em peso do regolito é o oxigênio – de longe o componente mais abundante em peso.

Há apenas um grande problema.

"Esse oxigênio é um recurso extremamente valioso, mas é quimicamente ligado ao supplies como óxidos na forma de minerais ou vidro e, portanto, não está disponível para uso imediato". disse o químico Beth Lomax da Universidade de Glasgow, na Escócia.

metal poeira da lua jpgPó da lua antes (esquerda) e depois (direita) da extração de oxigênio. (Beth Lomax / Universidade de Glasgow)

Essas amostras são valiosas demais para serem testadas diretamente, mas tê-las significa que podemos recriar com precisão sua consistência usando materiais terrestres. Essa sujeira lunar 'falsa' é chamada simulador de regolito lunar, e Lomax e sua equipe o usaram para suas pesquisas.

Houve tentativas anteriores de extrair o oxigênio do regolito lunar, como a redução química de óxidos de ferro usando hidrogênio para produzir água e, em seguida, a eletrólise para separar o hidrogênio do oxigênio na água; ou um processo semelhante com metano em vez de hidrogênio.

Mas essas técnicas são de baixo rendimento, excessivamente complicadas ou muito quentes, exigindo temperaturas tão extremas que o regolito realmente derrete.

Lomax e seus colegas pularam a etapa de redução química e foram direto para a eletrólise do regolito em pó.

"O processamento foi realizado usando um método chamado eletrólise de sal fundido. Este é o primeiro exemplo de processamento direto de pó a pó do simulador de regolito lunar sólido que pode extrair praticamente todo o oxigênio". Lomax explicou.

"Métodos alternativos de extração lunar de oxigênio atingem rendimentos significativamente mais baixos ou exigem que o regolito seja derretido com temperaturas extremas de mais de 1.600 graus Celsius (2.900 F)".

Primeiro, o regolito é colocado em uma cesta forrada de malha. Cloreto de cálcio – o eletrólito – é adicionado e a mistura é aquecida a cerca de 950 graus Celsius, uma temperatura que não derrete o supplies. Então, uma corrente elétrica é aplicada. Isso extrai o oxigênio e migra o sal para um ânodo, onde pode ser facilmente removido.

processo(Lomax et al., Planetary and residence Science, 2019)

Demorou cerca de 50 horas para extrair 96% do oxigênio acoplado na amostra do regolito, mas 75% do oxigênio foi levantado nas primeiras 15 horas. Aproximadamente um terço do oxigênio complete da amostra foi detectado no gás e o restante foi perdido, mas isso ainda é uma grande melhoria nos rendimentos das técnicas anteriores.

Além disso, o steel deixado para trás é utilizável – a primeira vez que uma técnica de extração de oxigênio com regolito lunar produz esse resultado.

"Esta é a primeira demonstração bem-sucedida do processamento de simulador de rególito de pó para pó no estado sólido que produz ligas metálicas como produtos" os pesquisadores escreveram em seu artigo.

"Além disso, a clara separação de várias fases da liga e o aparente esgotamento de outros componentes metálicos, introduz um potencial empolgante para a separação e refino de steel / liga de não beneficiado regolito lunar ".

Havia três grupos principais de ligas no subproduto, às vezes com pequenas quantidades de outros metais misturados: ferro-alumínio, ferro-silício e cálcio-silício-alumínio.

Essa descoberta significa que a técnica ainda pode ser valiosa, mesmo que seja possível extrair oxigênio das suspeitas reservas de gelo na Lua.

"Esse processo daria aos colonos lunares acesso ao oxigênio para combustível e suporte à vida, além de uma ampla gama de ligas metálicas para fabricação no native" disse o oficial de estratégia lunar da ESA James Carpenter.

A pesquisa foi publicada em Ciência planetária e espacial.

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