Desde que comenzamos a enviar misiones tripuladas a la luna, la gente ha estado soñando con el día en que algún día podamos colonizarlo. Solo imagina, un asentamiento en la superficie lunar, donde todo el mundo se siente constantemente sólo un 15% más pesado que aquí en la Tierra. Y en su tiempo libre, los colonos pueden hacer todo tipo de interesantes viajes de investigación por la superficie en vehículos lunares. Tengo que admitir ¡suena divertido!

Más recientemente, Se ha propuesto la idea de prospectar y minar en la Luna. Esto se debe en parte a la exploración espacial renovada, pero también el auge de las empresas aeroespaciales privadas y la industria NewSpace. Con misiones a la luna programadas para los próximos años y décadas, ¿Parece lógico pensar en cómo podríamos establecer la minería y otras industrias allí también?

Métodos propuestos

Se han hecho varias propuestas para establecer operaciones mineras en la Luna; inicialmente por agencias espaciales como la NASA, pero más recientemente por intereses privados. Muchas de las primeras propuestas tuvieron lugar durante la década de 1950, en respuesta a la carrera espacial, que vio una colonia lunar como un resultado lógico de la exploración lunar.

Por ejemplo, en 1954 Arthur C. Clarke propuso una base lunar donde los módulos inflables estaban cubiertos de polvo lunar para el aislamiento y las comunicaciones eran provistas por un mástil de radio inflable. Y en 1959, John S. Rinehart, director del Laboratorio de Investigación Minera de la Escuela de Minas de Colorado, propuso una base tubular que "flotaría" sobre la superficie.

Desde ese tiempo, NASA, el Ejército y la Fuerza Aérea de los EE. UU. y otras agencias espaciales han presentado propuestas para la creación de un asentamiento lunar. En todos los casos, estos planes contenían asignaciones para la utilización de recursos para que la base fuera lo más autosuficiente posible. Sin embargo, estos planes son anteriores al programa Apolo, y fueron abandonados en gran parte después de su conclusión. Solo en las últimas décadas se han vuelto a formular propuestas detalladas.

Por ejemplo, durante la administración Bush (2001-2009), La NASA consideró la posibilidad de crear un "puesto avanzado lunar". De acuerdo con su Visión para la Exploración Espacial (2004), el plan requería la construcción de una base en la luna entre 2019 y 2024. Uno de los aspectos clave de este plan fue el uso de técnicas ISRU para producir oxígeno a partir del regolito circundante.

Estos planes fueron cancelados por la administración Obama y reemplazados por un plan para una misión Mars Direct (conocida como "Viaje a Marte" de la NASA). Sin embargo, durante un taller en 2014, representantes de la NASA se reunieron con el genetista de Harvard George Church, Peter Diamandis de la Fundación X Prize y otros expertos para discutir opciones de bajo costo para regresar a la luna.

Los documentos del taller, que fueron publicados en un número especial de New Space, describir cómo se podría construir un asentamiento en la luna para 2022 por solo $ 10 mil millones de dólares. Según sus papeles, una base de bajo costo sería posible gracias al desarrollo del negocio de lanzamiento espacial, el surgimiento de la industria NewSpace, Impresión 3d, robots autónomos, y otras tecnologías desarrolladas recientemente.

En diciembre de 2016, en el Centro Europeo de Tecnología e Investigación Espacial se celebró un simposio internacional titulado "Luna 2020-2030:una nueva era de exploración humana y robótica coordinada". En el momento, el nuevo Director General de la ESA (Jan Woerner) expresó el deseo de la agencia de crear una base lunar internacional utilizando trabajadores robóticos, Técnicas de impresión 3-D, y utilización de recursos in situ.

En 2010, La NASA estableció la Competencia de Minería Robótica, una competencia anual basada en incentivos donde los estudiantes universitarios diseñan y construyen robots para navegar en un entorno marciano simulado. Uno de los aspectos más importantes de la competencia es la creación de robots que puedan confiar en ISRU para convertir los recursos locales en materiales utilizables. Es probable que las aplicaciones producidas también se utilicen durante futuras misiones lunares.

Otras agencias espaciales también tienen planes para bases lunares en las próximas décadas. La agencia espacial rusa (Roscosmos) ha emitido planes para construir una base lunar para la década de 2020, y la Agencia Espacial Nacional de China (CNSA) propuso construir dicha base en un plazo similar, gracias al éxito de su programa Chang'e.

Y la industria NewSpace también ha estado produciendo algunas propuestas interesantes últimamente. En 2010, un grupo de empresarios de Silicon Valley se unió para crear Moon Express, una empresa privada que planea ofrecer servicios de datos y transporte robótico lunar comercial, así como el objetivo a largo plazo de extraer la luna. En diciembre de 2016, se convirtieron en la primera empresa en competir por el Premio Lunar X para construir y probar un módulo de aterrizaje robótico:el MX-1.

En 2010, Arkyd Astronautics (renombrado Planetary Resources en 2012) se lanzó con el propósito de desarrollar y desplegar tecnologías para la minería de asteroides. En 2013, Deep Space Industries se formó con el mismo propósito en mente. Aunque estas empresas se centran principalmente en asteroides, el atractivo es muy similar al de la minería lunar, que está expandiendo la base de recursos de la humanidad más allá de la Tierra.

Recursos

Basado en el estudio de rocas lunares, que fueron traídos por las misiones Apolo, Los científicos han aprendido que la superficie lunar es rica en minerales. Su composición general depende de si las rocas provienen de la maría lunar (grandes, oscuro, llanuras basálticas formadas a partir de erupciones lunares) o las tierras altas lunares.

Las rocas obtenidas de maria lunar mostraron grandes rastros de metales, con 14,9% de alúmina (Al²O³), 11,8% de óxido de calcio (cal), 14,1% de óxido de hierro, 9,2% de magnesia (MgO), 3,9% de dióxido de titanio (TiO²) y 0,6% de óxido de sodio (Na²O). Los obtenidos de las tierras altas lunares son similares en composición, con 24,0% de alúmina, 15,9% de cal, 5,9% de óxido de hierro, 7,5% de magnesia, y 0,6% de dióxido de titanio y óxido de sodio.

Estos mismos estudios han demostrado que las rocas lunares contienen grandes cantidades de oxígeno, predominantemente en forma de minerales oxidados. Se han realizado experimentos que han demostrado cómo se podría extraer este oxígeno para proporcionar a los astronautas aire respirable, y podría utilizarse para producir agua e incluso combustible para cohetes.

La luna también tiene concentraciones de metales de tierras raras (REM), que son atractivos por dos razones. Por un lado, Los REM son cada vez más importantes para la economía mundial, ya que se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos. Por otra parte, China controla el 90% de las reservas actuales de REM; por eso, algunos consideran que tener un acceso constante a una fuente externa es un asunto de seguridad nacional.

Similar, la luna tiene cantidades significativas de agua contenida dentro de su regolito lunar y en las áreas permanentemente sombreadas en sus regiones polares norte y sur. Esta agua también sería valiosa como fuente de combustible para cohetes. sin mencionar el agua potable para los astronautas.

Además, Las rocas lunares han revelado que el interior de la luna también puede contener importantes fuentes de agua. Y de muestras de suelo lunar, se calcula que el agua adsorbida podría existir en concentraciones mínimas de 10 a 1000 partes por millón. Inicialmente, se pensaba que las concentraciones de agua dentro de las rocas lunares eran el resultado de la contaminación.

Pero desde ese momento, múltiples misiones no solo han encontrado muestras de agua en la superficie lunar, pero reveló evidencia de su procedencia. La primera fue la misión Chandrayaan-1 de la India, que envió un impactador a la superficie lunar el 18 de noviembre, 2008. Durante su descenso de 25 minutos, El Explorador de Composición Altitudinal de Chandra de la sonda de impacto (CHACE) encontró evidencia de agua en la delgada atmósfera de la luna.

En marzo de 2010, El instrumento Mini-RF a bordo del Chandrayaan-1 descubrió más de 40 cráteres permanentemente oscurecidos cerca del polo norte de la luna que se supone que contienen hasta 600 millones de toneladas métricas (661,387 millones de toneladas estadounidenses) de hielo de agua.

En noviembre de 2009, la sonda espacial LCROSS de la NASA hizo hallazgos similares en la región polar sur, como impactador que envió a la superficie, levantó material que se ha demostrado que contiene agua cristalina. En 2012, Los estudios realizados por el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) revelaron que el hielo constituye hasta el 22% del material en el suelo del cráter Shakleton (ubicado en la región polar sur).

Se ha teorizado que toda esta agua se suministró mediante una combinación de mecanismos. Para uno, bombardeo regular de cometas portadores de agua, los asteroides y meteoroides en escalas de tiempo geológicas podrían haber depositado gran parte de ella. También se ha argumentado que se está produciendo localmente mediante la combinación de iones de hidrógeno del viento solar con minerales que contienen oxígeno.

Pero quizás el producto más valioso en la superficie de la luna podría ser el helio-3. El helio-3 es un átomo emitido por el sol en grandes cantidades, y es un subproducto de las reacciones de fusión que tienen lugar en el interior. Aunque hoy en día hay poca demanda de helio-3, los físicos creen que servirán como combustible ideal para los reactores de fusión.

El viento solar del sol aleja el helio-3 del sol y lo lleva al espacio, eventualmente fuera del sistema solar por completo. Pero las partículas de helio-3 pueden chocar contra objetos que se interpongan en su camino, como la luna. Los científicos no han podido encontrar ninguna fuente de helio-3 aquí en la Tierra, pero parece estar en la Luna en grandes cantidades.

Beneficios

Desde un punto de vista comercial y científico, Hay varias razones por las que la minería lunar sería beneficiosa para la humanidad. Para principiantes, sería absolutamente esencial para cualquier plan de construir un asentamiento en la luna, ya que la utilización de recursos in situ (ISRU) sería mucho más rentable que transportar materiales desde la Tierra.

También, Se predice que los esfuerzos de exploración espacial propuestos para el siglo XXI requerirán grandes cantidades de material. Lo que se extrae en la Luna se lanzaría al espacio a una fracción del costo de lo que se extrae aquí en la Tierra, debido a la gravedad y la velocidad de escape mucho más bajas de la luna.

Además, la luna tiene una gran cantidad de materias primas de las que depende la humanidad. Al igual que la Tierra, está compuesto por rocas de silicato y metales que se diferencian entre capas geoquímicamente distintas. Estos consisten en un núcleo interno rico en hierro, y núcleo externo de fluido rico en hierro, una capa límite parcialmente fundida, y un manto y una corteza sólidos.

Además, Se ha reconocido desde hace algún tiempo que una base lunar, que incluiría operaciones de recursos, sería una bendición para las misiones más lejanas en el sistema solar. Para las misiones que se dirigen a Marte en las próximas décadas, el sistema solar exterior, o incluso Venus y Mercurio, la capacidad de ser reabastecido desde un puesto avanzado lunar reduciría drásticamente el costo de las misiones individuales.

Desafíos

Naturalmente, la perspectiva de establecer intereses mineros en la Luna también presenta algunos desafíos serios. Por ejemplo, cualquier base en la luna debería estar protegida de las temperaturas de la superficie, que van de muy bajo a alto - 100 K (-173,15 ° C; -279,67 ° F) a 390 K (116,85 ° C; 242,33 ° F) - en el ecuador y un promedio de 150 K (-123,15 ° C; -189,67 ° F) en las regiones polares.

La exposición a la radiación también es un problema. Debido a la atmósfera extremadamente delgada y la falta de un campo magnético, la superficie lunar experimenta la mitad de radiación que un objeto en el espacio interplanetario. Esto significa que los astronautas y / o trabajadores lunares tendrían un alto riesgo de exposición a los rayos cósmicos, protones del viento solar, y la radiación provocada por las erupciones solares.

Luego está el polvo de la luna que es una sustancia vítrea extremadamente abrasiva que se ha formado por miles de millones de años de impactos de micrometeoritos en la superficie. Debido a la ausencia de intemperismo y erosión, el polvo lunar no está redondeado y puede causar estragos en la maquinaria, y representa un peligro para la salud. Lo peor de todo, se pega a todo lo que toca, ¡y fue una gran molestia para las tripulaciones del Apolo!

Y aunque la gravedad más baja es atractiva en lo que respecta a los lanzamientos, no está claro cuáles serán los efectos a largo plazo en la salud de los seres humanos. Como ha demostrado la investigación repetida, La exposición a la gravedad cero durante períodos de un mes provoca degeneración muscular y pérdida de densidad ósea. así como una función de órganos disminuida y un sistema inmunológico deprimido.

Además, existen los posibles obstáculos legales que podría presentar la minería lunar. Esto se debe al "Tratado sobre los principios que deben regir las actividades de los Estados en la exploración y utilización del espacio ultraterrestre, incluida la luna y otros cuerpos celestes ", también conocido como" Tratado del espacio ultraterrestre ". De conformidad con este tratado, que es supervisado por la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre, a ninguna nación se le permite poseer tierras en la luna.

Y aunque ha habido mucha especulación sobre una "laguna jurídica" que no prohíbe expresamente la propiedad privada, no hay consenso legal al respecto. Como tal, a medida que la prospección lunar y la minería se vuelven más posibles, tendrá que elaborarse un marco legal que garantice que todo está en alza.

Aunque puede que esté muy lejos No es descabellado pensar que algún día, podríamos estar minando la luna. Y con su rico suministro de metales (que incluye REM) convirtiéndose en parte de nuestra economía, ¡podríamos estar mirando a un futuro caracterizado por la posescasez!