Espaço

Oxigênio para astronautas poderá ser retirado das pedras da Lua

Dave Dooling - Science@NASA - 11/05/2006

O geólogo Harrison "Jack" Schmitt, da Apollo 17, coleta um pouco de solo e rochas ricas em oxigênio.

Um problema persistente e logo notado pelos astronautas da missão Apollo foi a poeira da Lua. Ela entrava em todos os lugares, inclusive no pulmão dos astronautas. Por incrível que pareça, pode ser justamente dessa poeira que os futuros exploradores tirarão seu ar: a camada de poeira do solo lunar tem quase metade de sua composição em oxigênio.

O desafio é extraí-lo.

"Tudo o que você tem a fazer é vaporizar a coisa," diz Eric Cardiff, do Centro de Vôos Espaciais Goddard, da NASA. Ele lidera uma das várias equipes que estão desenvolvendo formas de fornecer o oxigênio que os astronautas necessitarão na Lua e em Marte.

O solo lunar é rico em óxidos. O mais comum é o dióxido de silício (SiO₂), "parecido com a areia de praia," diz Cardiff. Também abundantes são os óxidos de cálcio (CaO), ferro (FeO) e magnésio (MgO). Some todos o "O": 43% da massa do solo lunar é oxigênio.

Cardiff está trabalhando em uma técnica que aquece o solo lunar até que ele libere o oxigênio. "É uma questão simples de química," explica ele. "Qualquer material se desmancha em átomos se for aquecido o suficiente." Esta técnica é chamada de pirólise a vácuo - piro significa fogo, lise significa separar.

"Uma série de fatores torna a pirólise mais atrativa do que outras técnicas," explica Cardiff. "Ela não requer matérias-primas que tenham que ser levadas da Terra, e você não precisa prospectar por um mineral específico." Simplesmente recolha o que estiver no solo e aplique o calor.

Em um teste do conceito, Cardiff e sua equipe utilizaram uma lente para focalizar luz do Sol em uma minúscula câmara de vácuo, aquecendo 10 gramas de algo parecido com solo lunar a 2.500º C. As amostras de teste incluíram ilmenita e MLS-1a ("Minnesota Lunar Simulant"). Ilmenita é um minério de ferro-titânio que a Terra e a Lua têm em comum. O MLS-1a é feito de um basalto de um bilhão de anos de idade, encontrado no litoral norte do Lago Superior, misturado com partículas de vidro, simulando a composição do solo lunar. Solo lunar real é muito caro para ser utilizado no atual estágio das pesquisas.

Uma lente focaliza luz do Sol sobre uma câmara a vácuo, cheia de poeira lunar sintética, produzindo oxigênio e escória.

Nos testes, "até 20 por cento do solo simulado foi convertido em oxigênio puro," estima Cardiff.

O que sobra é a "escória", um material freqüentemente vítreo, altamente metálico e com baixa concentração de oxigênio. Cardiff está trabalhando com colegas do Centro de Pesquisas Langley, também da NASA, para descobrir como modelar a escória em produtos úteis, como escudos de proteção contra radiação, tijolos, peças sobressalentes e até pedras para pavimentação.

O próximo passo: aumentar a eficiência. "Em Maio, nós vamos fazer testes a temperaturas mais baixas, com vácuos mais fortes." Em um vácuo forte, ele explica, o oxigênio poderá ser extraído com menor energia. O primeiro teste de Cardiff foi feito a 1/1000 Torr. Isto é 760.000 vezes mais rarefeito do que a pressão do nível do mar na Terra (760 Torr). A 1 milionésimo de Torr - outras mil vezes mais rarefeito - "as temperaturas exigidas serão significativamente reduzidas."

Escória - um subproduto do equipamento de Cardiff, pobre em oxigênio. A escória poderá se mostrar útil como matéria-prima para tijolos, pedras para pavimentação ou escudos contra radiação.

Cardiff não está sozinho nessa busca. Uma equipe liderada por Mark Berggren, da Pioneer Astronautics, em Lakewood, Colorado, está trabalhando em um sistema que captura oxigênio expondo solo lunar ao monóxido de carbono. Em uma demonstração, eles extraíram 15 quilos de oxigênio de 100 quilos de simulante de solo lunar - uma eficiência comparável à alcançada pela pirólise de Cardiff.

D.L. Grimmett, da Pratt & Whitney Rocketdyne, em Canoga Park, Califórnia, está trabalhando na eletrólise do magma. Ele funde o MLS-1a a cerca de 1.400º C, fazendo-o ficar como o magma expelido por um vulcão, e utiliza uma corrente elétrica para liberar o oxigênio.

Finalmente, a NASA e o Instituto de Pesquisas Espaciais da Flórida, por meio do programa Centennial Challenge, estão bancando a MoonROx, uma competição cujo nome completo é Oxigênio dos Regolitos da Lua. O prêmio de US$250.000,00 vai para a equipe que conseguir extrair 5 quilos de oxigênio respirável de simulante lunar JSC-1 em apenas 8 horas.

A competição termina em 1 de Junho de 2008, mas o desafio de viver em outros planetas irá durar por gerações.