El objetivo más importante que tiene la NASA para el corto y mediano plazo de su programa espacial es la colonización de la Luna. Gracias a su programa Artemis proyectan enviar en menos de dos años a un tripulación de astronautas al satélite, y así subir peldaños hacia el establecimiento de una colonia lunar.
Sin embargo, una de las grandes incógnitas a resolver es la sostenibilidad del programa Artemis y su objetivo de desarrollar una presencia humana permanente en la Luna depende de la capacidad de utilizar recursos in situ para reducir el costo y el riesgo de las operaciones lunares. La “flor” de la NASA que reemplazará al Webb y buscará extraterrestres
Una de las soluciones, que para muchos divulgadores científicas raya en la locura, que la NASA concibe y a la que le han invertido importantes fondos es la extracción de oxígeno del regolito lunar y agua del hielo lunar.
Este oxígeno se utilizará para: 1) hábitats humanos, rovers, otros sistemas de soporte vital con un suministro constante de oxígeno de alta pureza para consumo humano; 2) oxidante para vehículos de lanzamiento que parten de la Luna. Está previsto que estas tecnologías de extracción de oxígeno se demuestren a gran escala en la Luna a partir de 2024 y brinden apoyo directo a los astronautas de Artemis a partir de 2026.
Un problema
Los esfuerzos financiados actuales para la extracción de oxígeno del terreno lunar consisten en embotellar el oxígeno en tanques de gas comprimido o licuarlo y almacenarlo en dewars. Cualquiera de los enfoques requiere el transporte de tanques a varias instalaciones para su uso.
El proceso de mover este oxígeno en los exploradores consume más energía que el proceso de extracción y se cree que es el aspecto más costoso en la obtención de oxígeno in situ para su uso en la Luna, considerando las largas distancias entre el área de extracción de recursos y la potencial aldea con su planta de licuefacción.
La solución “disparatada”
Para solucionar el inconveniente de la distancia y los altos costos que provocaría, la NASA propuso la Tubería de oxígeno del Polo Sur Lunar (L-SPoP), una tubería de oxígeno gaseoso en el Polo Sur de la Luna. Para este proyecto NIAC Fase I, se estudia un diseño de nivel de sistema de extremo a extremo del L-SPoP.
“Planeamos explorar y evaluar múltiples arquitecturas de sistemas para un oleoducto lunar, identificar tecnologías habilitadoras y de mejora, y producir una hoja de ruta integral para desarrollar esta infraestructura innovadora. Nuestro concepto inicial es un gasoducto de 5 km para transportar oxígeno gaseoso desde una fuente de producción de oxígeno, por ejemplo, nuestro sitio de extracción de electrólisis de regolito fundido (MRE) o cualquier otra fuente, hasta una planta de licuefacción/almacenamiento de oxígeno cerca de una base lunar”, explicaron.
L-SPoP se compone de segmentos de tubería fabricados in situ que se ajustan entre sí para cubrir la distancia de 5 km. Con base en un análisis preliminar, la NASA asumió que la tubería debe ser construida con metales como el hierro y el magnesio, con un revestimiento de pasivación de vidrio lunar aplicado mediante deposición al vacío sobre el diámetro interno de la tubería.
“Este diseño modular es adaptable, reparable y evolutivo debido a las técnicas de fabricación y extracción de recursos in situ (con actualizaciones ocasionales del sistema desde la Tierra), lo que da como resultado una vida útil prolongada para la tubería y un menor costo y riesgo que otros enfoques”, precisó la NASA.
El oleoducto se diseñará para construirse robóticamente a partir de metales derivados del regolito con un mínimo de material transferido desde la Tierra, ser reparable con robots y operar con una energía mínima durante la vida útil de la tubería. Su caudal de oxígeno rondaría los 2 kg/hora y ofrecería una “alta fiabilidad” con una fecha de caducidad de 10 años.