Artemis 1 ha sido dado de baja, y estamos un paso más cerca de usar el polvo lunar para la construcción en el espacio

La NASA acaba de lanzar su primer cohete programa artemisaque, entre otras cosas, llevará a cabo experimentos científicos para producir un mineral en la Luna.

En los últimos años, número de empresas Las organizaciones han intensificado sus esfuerzos para crear tecnologías en la Luna. Pero trabajar en el espacio es caro. Envía solo un kilogramo de material a la luna puede costar 1,2 millones de dólares estadounidenses (1,89 millones de dólares australianos).

¿Qué pasaría si pudiéramos ahorrar dinero usando los recursos que ya tenemos? Este proceso se llama utilización de recursos in situ, y es exactamente lo que los investigadores en astrometalurgia están tratando de lograr.

¿Por qué la luna?

La Luna tiene un potencial increíble para la futura exploración espacial. Su gravedad es una sexta parte de la de la Tierra, lo que hace que sea mucho más fácil mover cosas de la Luna a la órbita de la Tierra que a la órbita de la Tierra. Vuela directamente desde el suelo! Y en una industria donde cada kilogramo cuesta una fortuna, la capacidad de ahorrar dinero es muy atractiva.

Aunque la gente estaba ansiosa por hacer oxígeno y combustible para cohetes en el espacio durante décadasEl programa Artemis marca la primera vez que tenemos planes sólidos para fabricar y usar metal en el espacio.



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número de empresas Buscando extraer minerales y oxígeno de la suciedad lunar. Al principio serán demostraciones, pero eventualmente Moon Metal será una opción viable para construir en el espacio.

Como investigador en este campo, espero que dentro de 10 a 20 años habremos demostrado la capacidad de extraer minerales de la luna y potencialmente usarlos para construir grandes estructuras en el espacio. Exacto así qué ¿Seremos capaces de extraer? ¿Y cómo haremos eso?

¿Qué hay ahí?

Hay dos regiones geológicas principales en la Luna, que se pueden ver en una noche despejada. Las zonas oscuras se llaman maria y tienen una mayor concentración de hierro y titanio. Las áreas brillantes se llaman terrae (o terrae) y contienen más aluminio.

En una noche despejada, puedes ver dos regiones geológicas en la luna: la María más oscura y las Tierras Altas más claras.
Choque

En general, la tierra y las rocas de la luna contienen silicio, oxígeno, aluminio, hierro, calcio, magnesio, titanio, sodio, potasio y manganeso. Esto puede sonar como un bocado, pero no hay mucho para elegir. Hay algunos otros elementos traza, pero tratar con ellos es hablar de otro día.

Conocemos metales como el hierro, el aluminio y el titanio Útil para la construcción. Pero, ¿y los demás?

Bueno, resulta que cuando tienes opciones limitadas (la alternativa es gastar una pequeña fortuna), los científicos pueden volverse bastante creativos. Podemos usar silicio para hacer Paneles solares, que podría ser una importante fuente de electricidad en la luna. Podemos usar magnesio, manganeso y cromo para hacer aleaciones de metal con él. propiedades interesantessodio y potasio refrigerantes.

También hay estudios que analizan el uso de metales reactivos (aluminio, hierro, magnesio, titanio, silicio y calcio) como una forma de batería o «portador de energíaSi realmente lo necesitamos, incluso podemos usarlos como una forma de sólidos. Combustible para cohetes.

Entonces tenemos opciones cuando se trata de obtener y usar minerales en la luna. Pero, ¿cómo llegamos a ellos?



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¿Cómo funciona la extracción?

Si bien la luna tiene minerales en abundancia, están unidos en las rocas como óxidos: minerales y oxígeno pegados. Aquí es donde entra la astrometalurgia, que es simplemente el estudio de la extracción de minerales de las rocas espaciales.

Los mineralogistas utilizan una variedad de métodos para separar los minerales y el oxígeno del interior de las rocas. Algunos de los métodos de extracción más comunes utilizan productos químicos como hidrógeno Y el carbón.

algunos como «separación electrolítica» Usa electricidad puramientras que las soluciones más novedosas incluyen Las rocas están completamente evaporadas. para hacer metal. Si está interesado en el conjunto completo de astrometalurgia lunar, puede leer sobre ello en Uno de mis trabajos de investigación..

Investigadores de la Universidad de Glasgow utilizaron un proceso de separación electrolítica para extraer un montículo de metal (derecha) de la suciedad lunar simulada (izquierda).
Beth Lomax/Universidad de Glasgow

Independientemente del método utilizado, la extracción y el procesamiento de minerales en el espacio presenta muchos desafíos.

Algunos desafíos son claros. La gravedad relativamente débil de la luna significa que la tracción es esencialmente inexistente, y cavar en el suelo como lo hacemos en la Tierra no es una opción. Investigadores Funciona en Estos problemas.

También hay una falta de recursos importantes como el agua, que a menudo se usa en mineralogía en la Tierra.

Hay otros desafíos más especializados. Por ejemplo, un día lunar dura 28 días terrestres. Así que durante dos semanas tienes gran acceso al poder y al calor del sol… pero luego tienes dos semanas de noche.

Las temperaturas también fluctúan enormemente, desde los 120 °C durante el día hasta los -180 °C durante la noche. Algunas áreas permanentemente sombreadas caer por debajo de -220 ℃! Incluso si los recursos se extrajeran y procesaran de forma remota desde el suelo, muchos equipos no resistirían estas condiciones.

Esto nos lleva al factor humano: ¿Estarán las personas mismas allí para ayudar con todo esto?

Mayormente no. Aunque enviaremos a más personas a la luna en el futuro, los riesgos de impactos de meteoritos, la exposición a la radiación del sol y las temperaturas extremas significan que este trabajo debe realizarse de forma remota. Pero controlar robots a cientos de miles de kilómetros de distancia también es un desafío.



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Sin embargo, no todo son malas noticias, ya que en realidad podemos usar algunos de estos factores a nuestro favor.

El vacío extremo del espacio puede reducir los requisitos de energía de algunos procesos, ya que el vacío ayuda a vaporizar los materiales a temperaturas más bajas (lo que puede probar tratando de hervir agua En una montaña alta). Algo similar sucede con las rocas fundidas en el espacio.

Y aunque la falta de atmósfera en la luna la hace inhabitable, también significa más acceso a la luz solar para paneles solares y calefacción solar directa.

Aunque puede llevar algunos años más llegar allí, estamos bien encaminados para hacer cosas en el espacio con metal lunar. Los astrónomos observarán atentamente a medida que se lancen futuras misiones Artemis con las herramientas para que esto suceda.

Artemis 1 despegó espectacularmente justo después de las 5 p. m. AEST del 16 de noviembre.
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