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CIENCIA. REGOLITO, el polvo lunar que contiene oxígeno

Diseño de una base lunar (Fuente: NASA)

Todos tenemos grabado en la retina las imágenes de la primera llegada del hombre a la Luna con Neil Armstrong dando los primeros pasos sobre nuestro satélite, dejando allí sus huellas marcadas. También pudimos ver cómo el modulo lunar despegó de  su superficie  y la profunda hendidura que dejó en ella. Estas marcas quedaron para la eternidad en el llamado regolito lunar, el polvo que cubre su superficie

Huella dejada por la bota de Neil Armstrong en la superficie lunar

La superficie de la Luna está cubierta con un fino material en polvo llamado regolito lunar. Casi toda la superficie lunar está cubierta de regolito, y la roca madre solo es visible en las paredes de cráteres muy empinados. El regolito lunar se formó durante miles de millones de años por los constantes impactos de meteoritos en la superficie de la luna.  Se estima que se extiende de 4 a 5 metros en algunos lugares, e incluso hasta 15 metros en las áreas más altas. 

El regolito lunar real está compuesto de 40 a 45% por ciento de oxígeno en peso.

El polvo lunar es muy abrasivo, capaz de  desgastar trajes espaciales y dispositivos electrónicos. Esto se produce porque el regolito lunar es afilado y dentado.  En la luna no hay atmósfera o agua que fluya sobre ella, y por lo tanto no tiene lugar un proceso natural de meteorización.  Cuando los micro-meteoroides se estrellaron contra la superficie y crearon todas las partículas, no hubo proceso para desgastar sus bordes afilados. 

El oxígeno existente en el suelo lunar es un recurso extremadamente valioso, pero está ligado químicamente en forma de óxidos  minerales o vidrio y, por lo tanto, no está disponible para su uso inmediato. Se está trabajando en un proceso industrial que daría a los colonos lunares acceso al oxígeno para combustible y soporte vital, así como una amplia gama de aleaciones metálicas para la fabricación in situ. La materia prima real  disponible dependería del lugar de aterrizaje en la Luna.

Oxígeno y metal en el regolito lunar. Fuente: Beth Lomax/University of Glasgow

La Agencia Espacial Europea (ESA) está trabajando en una planta de oxígeno que puede producir aire respirable a partir de polvo lunar simulado. El objetivo es usarlo algún día en la Luna con polvo lunar real para producir oxígeno respirable. El regolito está compuesto de una colección de partículas de polvo, tierra, rocas rotas y otros materiales que se encuentran aquí en la Tierra. El término regolito se refiere a cualquier capa de material que cubre roca sólida. El término deriva de la combinación de dos palabras griegas: rhegos (”manta”) y litos (”roca”).

Diseño de una base lunar (Fuente: ESA).

REGOLITO EN LA TIERRA
En la Tierra, el regolito se encuentra  en forma de tierra, arena y otros componentes que se forman como resultado de la meteorización natural (lluvia, viento..) y de los procesos biológicos.  Debido a una combinación de erosión, depósitos aluviales, erupciones volcánicas o actividad tectónica, el material se tritura lentamente y se deposita sobre roca sólida. Puede estar formado por arcillas, silicatos, diversos minerales, aguas subterráneas y moléculas orgánicas.  El regolito en la Tierra puede variar desde estar esencialmente ausente hasta tener cientos de metros de espesor.  También puede ser desde muy joven (en forma de ceniza, aluvión o roca de lava que se acaba de depositar) a tener cientos de millones de años (hay regolito encontrado en Australia que data de la era precámbrica).

La extracción de oxígeno del regolito se lleva a cabo utilizando un método llamado electrólisis de sales fundidas, que consiste en colocar el regolito en una canasta de metal con sal de cloruro de calcio fundido para servir como electrolito, calentado a 950°C. A esta temperatura, el regolito permanece sólido. Pero al pasar una corriente a través de ella, el oxígeno se extrae del regolito y migra a través de la sal para ser recolectado en un ánodo. Este proceso se conoce como “Metalysis”.

En la Tierra, la presencia de regolito es uno de los factores importantes para la mayoría de la vida, ya que pocas plantas pueden crecer en rocas sólidas o dentro de ellas y los animales no podrían enterrarse ni construir refugios sin material suelto.  El regolito también es importante para los seres humanos, ya que se ha utilizado desde los albores de la civilización (en concreto, en forma de ladrillos de barro y cerámica) para construir casas, caminos y otras obras civiles. 

La diferencia en la terminología entre "suelo" (también conocido como tierra, barro, etc.) y "arena" es la presencia de materiales orgánicos.  En el primero, existe en abundancia, y es lo que separa el regolito en la Tierra de la mayoría de los otros entornos terrestres en nuestro sistema solar.  El objetivo final sería diseñar una "planta piloto" que pudiera operar de manera sostenible en la Luna, con la primera demostración de esta tecnología hacia mediados de la década de 2020.

Fuentes: ESA ; https://phys.org/news/2019-10-oxygen-metal-lunar-regolith.html ; https://phys.org/news/2019-07-powering-future-lunar-soil.html

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