Наред с напредъка в изследването на Космоса наскоро видяхме много време и пари, инвестирани в технологии, които биха позволили ефективно използване на космическите ресурси. И в челните редици на тези усилия е фокусът върху намирането на най-добрия начин за производство на кислород на Луната.

През октомври Австралийската космическа агенция и НАСА подписаха споразумение за изпращане на австралийски роувър до Луната по програмата Artemis с цел да събере лунни скали, които в крайна сметка биха могли да осигурят кислород на Луната.

Въпреки че Луната има атмосфера, тя е много тънка и се състои предимно от водород, неон и аргон. Това не е газообразна смес, която би могла да поддържа зависими от кислород бозайници като хората.

Въпреки това всъщност на Луната има много кислород. Просто не е в газообразна форма. Вместо това той е хванат в реголита - слоя скала и фин прах, който покрива повърхността на Луната. Ако можехме да извлечем кислород от реголит, щеше ли да е достатъчно, за да поддържа човешкия живот на Луната.

Кислородът може да се намери в много от минералите в земята около нас. И Луната е направена предимно от същите скали, които ще намерите на Земята (макар и с малко по-голямо количество материал, дошъл от метеорите).

Минералите като силициев диоксид, алуминий и железни и магнезиеви оксиди доминират в пейзажа на Луната. Всички тези минерали съдържат кислород, но не във форма, до която нашите бели дробове имат достъп.

На Луната тези минерали съществуват в няколко различни форми, включително твърди скали, прах, чакъл и камъни, покриващи повърхността. Този материал е резултат от ударите на метеорити, които се разбиват в лунната повърхност в продължение на безброй хилядолетия.

Някои хора наричат ​​повърхностния слой на Луната лунна "почва", но други се колебаят дали да използват този термин. Почвата, каквато я познаваме, е доста уникално нещо, което се среща само на Земята. Създадена е от огромен набор от организми, работещи върху основния материал на почвата - реголит, извлечен от твърда скала - в продължение на милиони години.

Резултатът е матрица от минерали, които не са присъствали в оригиналните скали. Почвата на Земята е пропита със забележителни физични, химични и биологични характеристики. Междувременно материалите на повърхността на Луната са основно реголит в оригиналната си, недокосната форма.

Реголитът на Луната се състои от приблизително 45% кислород. Но този кислород е здраво свързан с минералите, споменати по-горе. За да разкъсаме тези силни връзки, трябва да вложим енергия.

Може да сте запознати с това, ако знаете за електролизата. На Земята този процес обикновено се използва в производството, като например за производство на алуминий. Електрически ток се пропуска през течна форма на алуминиев оксид чрез електроди, за да отдели алуминия от кислорода.

В този случай кислородът се произвежда като страничен продукт. На Луната кислородът би бил основният продукт, а извлеченият алуминий (или друг метал) би бил потенциално полезен страничен продукт.

Това е доста лесен процес, но има една уловка: енергийно е доста скъп. За да бъде устойчив, той трябва да бъде подкрепен от слънчева енергия или други източници на енергия, налични на Луната.

Извличането на кислород от реголит също би изисквало значително промишлено оборудване. Първо трябва да превърнем твърдия метален оксид в течна форма или чрез прилагане на топлина, или топлина, комбинирана с разтворители или електролити. Разполагаме с технологията да направим това на Земята, но преместването на този апарат до Луната - и генерирането на достатъчно енергия, за да го управлява - ще бъде голямо предизвикателство.

Въпреки това, когато успеем да го извадим, колко кислород всъщност може да достави Луната? Е, доста, както се оказва.

Ако пренебрегнем кислорода, свързан в по-дълбокия твърд скален материал на Луната, и просто вземем предвид реголита, който е лесно достъпен на повърхността, можем да излезем с някои оценки.

Всеки кубичен метър лунен реголит съдържа средно 1.4 тона минерали, включително около 630 килограма кислород. НАСА казва, че хората трябва да дишат около 800 грама кислород на ден, за да оцелеят. Така че 630 кг кислород ще поддържат човек жив за около две години (или малко повече).

Сега да приемем, че средната дълбочина на реголита на Луната е около десет метра и че можем да извлечем целия кислород от това. Това означава, че горните десет метра от повърхността на Луната ще осигурят достатъчно кислород, за да издържат всички 8 милиарда души на Земята за около 100 000 години.

Снимка: NASA/USGS

Виж още: Няколко мрачни аспекта на изкуствения интелект, които вещаят опасности за човечеството