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Accanto ai progressi nell'esplorazione spaziale, di recente abbiamo visto molto tempo e denaro investiti in tecnologie che potrebbero consentire un efficace utilizzo delle risorse spaziali, e in prima linea in questi sforzi c'è stata una focalizzazione sulla ricerca del modo migliore per produrre ossigeno sulla Luna. A ottobre, l'Agenzia spaziale australiana e la NASA hanno firmato un accordo per inviare un rover di produzione australiana sulla Luna nell'ambito del programma Artemis, con l'obiettivo di raccogliere rocce lunari che potrebbero infine fornire ossigeno respirabile sulla Luna.
Sebbene la Luna abbia un'atmosfera, è molto sottile e composta principalmente da idrogeno, neon e argon. Non è il tipo di miscela gassosa che potrebbe sostenere mammiferi dipendenti dall'ossigeno come gli umani. Detto questo, in realtà c'è molto ossigeno sulla Luna. Semplicemente non è in una forma gassosa. Invece è intrappolato all'interno della regolite – lo strato di roccia e polvere fine che copre la superficie della Luna. Se potessimo estrarre ossigeno dalla regolite, sarebbe sufficiente per sostenere la vita umana sulla Luna?
L'ossigeno può essere trovato in molti dei minerali nel terreno intorno a noi. E la Luna è per lo più fatta delle stesse rocce che troverai sulla Terra (anche se con una quantità leggermente maggiore di materiale proveniente da meteore). Minerali come silice, alluminio e ossidi di ferro e magnesio dominano il paesaggio della Luna. Tutti questi minerali contengono ossigeno, ma non in una forma a cui i nostri polmoni possono accedere. Sulla Luna questi minerali esistono in diverse forme tra cui roccia dura, polvere, ghiaia e pietre che coprono la superficie. Questo materiale è stato il risultato degli impatti di meteoriti che si sono schiantati sulla superficie lunare nel corso di innumerevoli millenni.
La regolite della Luna è costituita da circa il 45%di ossigeno. Ma quell'ossigeno è strettamente legato ai minerali sopra menzionati. Per rompere questi forti legami, dobbiamo mettere energia. Sulla Terra questo processo è comunemente usato nella produzione, come ad esempio per produrre alluminio. Una corrente elettrica viene fatta passare attraverso una forma liquida di ossido di alluminio (comunemente chiamata allumina) tramite elettrodi, per separare l'alluminio dall'ossigeno. In questo caso, l'ossigeno viene prodotto come sottoprodotto. Sulla Luna, l'ossigeno sarebbe il prodotto principale e l'alluminio (o altro metallo) estratto sarebbe un sottoprodotto potenzialmente utile.
È un processo piuttosto semplice, ma c'è un problema: è molto affamato di energia. Per essere sostenibile, dovrebbe essere supportato dall'energia solare o da altre fonti di energia disponibili sulla Luna. L'estrazione di ossigeno dalla regolite richiederebbe anche attrezzature industriali sostanziali. Avremmo bisogno di convertire prima l'ossido di metallo solido in forma liquida, applicando calore o calore combinato con solventi o elettroliti. Abbiamo la tecnologia per farlo sulla Terra, ma spostare questo apparato sulla Luna – e generare abbastanza energia per farlo funzionare – sarà una grande sfida.
Detto questo, quando riusciremo a farcela, quanto ossigeno potrebbe effettivamente fornire la Luna? Beh, parecchio a quanto pare. Ogni metro cubo di regolite lunare contiene in media 1,4 tonnellate di minerali, tra cui circa 630 chilogrammi di ossigeno. La NASA dice che gli esseri umani hanno bisogno di respirare circa 800 grammi di ossigeno al giorno per sopravvivere. Quindi 630 kg di ossigeno manterrebbero in vita una persona per circa due anni (o poco più).
Ora supponiamo che la profondità media della regolite sulla Luna sia di circa 10 metri e che possiamo estrarre tutto l'ossigeno da questo. Ciò significa che i primi 10 metri della superficie della Luna fornirebbero abbastanza ossigeno per sostenere tutti gli 8 miliardi di persone sulla Terra per circa 100.000 anni. Ciò dipenderebbe anche da quanto efficacemente siamo riusciti a estrarre e utilizzare l'ossigeno.