Secondo uno studio della University of Waterloo del Canada la polvere che compone il suolo della Luna, nota come regolite, può produrre energia termica. La ricerca nasce allo scopo di affrontare le problematiche pratiche legate all'insediamento e alla costruzione di una base sulla Luna. Il problema principale sta nel reperimento delle forniture necessarie, poiché la Luna è ostile alla vita e non dispone delle stesse risorse della Terra.
Il trasporto di materiali fino alla Luna sarebbe sia lento che costoso, considerando che il viaggio dura circa tre giorni. Le operazioni su vasta scala per stabilire un insediamento o una base lunare sarebbero senza precedenti. Sarebbe quindi ideale utilizzare quanti più materiali locali possibile, come indicato in numerosi studi sull'uso delle risorse in sito (ISRU).
I ricercatori di Waterloo suggeriscono che, pur non avendo tutte le risorse necessarie, la Luna possiede nel suolo lunare una composizione chimica adatta per molte applicazioni. La regolite contiene ossidi, sostanze chimiche composte da ossigeno e un altro elemento legato insieme. Questi ossidi includono ossido di ferro, ossido di alluminio e ossido di silicio, rendendo la regolite un materiale simile alla termite.
Esistono vari metodi per processare la regolite, la maggior parte dei quali prevede il riscaldamento del suolo lunare fino a 1.600 gradi Celsius e l'elettrolisi. Lo studio si è concentrato sulla elettrolisi della regolite fusa, che comporta il riscaldamento a 1.600°C e l'applicazione di elettricità per provocare una reazione chimica che separa i metalli dall'ossigeno. Il miglioramento principale proposto dai ricercatori consiste nell'aumentare progressivamente la tensione, permettendo di estrarre materiali diversi partendo dal potassio alla tensione più bassa fino al calcio alla tensione più alta.
Questo metodo non richiede materiali aggiuntivi importati dalla Terra, solo una camera di combustione. È molto efficiente in termini di risorse, ma richiede molta energia per mantenere il calore, specialmente se si utilizza la tecnica della tensione progressiva. Sebbene la quantità di regolite sulla Luna non sia infinita, difficilmente si esaurirà a breve.
Secondo quanto ha dichiarato il ricercatore Connor MacRobbie a The Register.
"Per quanto riguarda la quantità di regolite, c'è un'abbondanza di materiale fine sulla superficie lunare, con uno spessore di circa 5-15 metri, a seconda della posizione geografica sulla Luna"
"Sotto questo strato di particelle fini ci sono rocce più grandi e uno strato di basalto, che ha una composizione simile a quella della superficie esterna, ma che non è stato degradato grazie alla protezione degli strati superiori," ha spiegato MacRobbie. "Questo strato potrebbe essere scavato e raffinato per ottenere più materiale fine utile per molte delle applicazioni che abbiamo in mente."
Mentre il processo base di raccolta e estrazione della regolite non sarà tanto diverso dall'estrazione terrestre, MacRobbie prevede alcune difficoltà. Tra queste, la necessità di
"Gestire gli effetti della microgravità sarà la sfida più grande. Trasportare e raffinare il materiale in assenza di gravità richiederà molte competenze ingegneristiche avanzate," ha affermato. "Inoltre, la mitigazione della polvere e delle particelle negli attrezzi sarà un problema da affrontare."
A cosa potrebbe servire la Regolite?
Dal momento che la regolite è composta per circa il 45% da ossigeno, secondo lo studio, essa sarà una fonte chiave di aria respirabile, qualcosa di assolutamente assente sulla Luna, che non ha atmosfera. Inoltre, può essere combinata con l'idrogeno per formare acqua, un'altra risorsa cruciale per la vita umana.
L'ossigeno può anche essere utilizzato come combustibile, sia per un insediamento o una base lunare che per i razzi, che probabilmente avranno un ruolo fondamentale in una potenziale società lunare. Metalli come il ferro e l'alluminio contenuti nella regolite potranno anch'essi trovare utilizzi, ad esempio nei materiali da costruzione o addirittura nel combustibile per razzi, che spesso contiene alluminio come additivo. Anche se riscaldare questi metalli per modellarle sarà sfidante senza una grande fonte di energia, lo studio prevede che i pannelli solari faranno la maggior parte del lavoro necessario per la generazione di energia.
Inoltre, il componente principale della regolite è il silicio, materiale chiave per la produzione di vetro e ceramica. Il vetro sarà utile per la produzione e riparazione di pannelli solari, mentre la ceramica troverà applicazioni nei semiconduttori e persino come piastrelle per pavimenti.
Essendo un materiale termitico, la regolite può anche essere accesa per raggiungere alte temperature. Questa è la stessa tecnica utilizzata per saldare i binari ferroviari, come fa notare lo studio, e potrebbe essere utilizzata per altre applicazioni che richiedono molta calore. Uno studio simile ha inoltre rivelato che la regolite potrebbe essere fusa direttamente sulla superficie lunare per realizzare strade, piste di atterraggio e altre superfici lisce.
L'uso della regolite non risolverà di certo tutti i problemi legati all'instaurazione di una presenza sulla Luna, ma sicuramente renderà il progetto più fattibile. Tuttavia, se la regolite rappresenta il futuro per gli esseri umani sulla Luna, dovrà essere maneggiata con attenzione, poiché si pensa che possa avere seri effetti collaterali sugli esseri umani, gli strumenti e l'elettronica a causa della sua reattività e della forma affilata delle sue particelle.