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Um laser de alta potência e reator carbotérmico localizado dentro da câmara de teste da Demonstração de Redução Carbotérmica (CaRD) da NASA no Johnson Space Center da NASA.
Créditos: NASA/Brian Sacco
Enquanto a NASA trabalha para enviar astronautas à Lua por meio das missões Artemis , um dos principais objetivos da agência é estabelecer uma presença de longo prazo na superfície lunar. Recursos como oxigênio são blocos de construção cruciais para tornar essa visão uma realidade. Além de usar oxigênio para respirar, ele também pode ser usado como propulsor para transporte, ajudando os visitantes lunares a permanecer mais tempo e se aventurar mais longe.
Durante um teste recente, cientistas do Johnson Space Center da NASA em Houston extraíram com sucesso o oxigênio do solo lunar simulado. O solo lunar refere-se ao material de granulação fina que cobre a superfície da Lua. Esta foi a primeira vez que essa extração foi feita em um ambiente de vácuo, abrindo caminho para que os astronautas um dia extraiam e usem recursos em um ambiente lunar, chamado de utilização de recursos in-situ.
A equipe de Demonstração de Redução Carbotérmica (CaRD) da NASA conduziu o teste em condições semelhantes às encontradas na Lua, usando uma câmara esférica especial com um diâmetro de 15 pés chamada Câmara de Vácuo Térmica Suja. A câmara é considerada “suja” porque amostras impuras podem ser testadas no interior.
A equipe usou um laser de alta potência para simular o calor de um concentrador de energia solar e derreteu o simulador de solo lunar dentro de um reator carbotérmico desenvolvido para a NASA pela Sierra Space Corp., de Broomfield, Colorado. Um reator carbotérmico é onde ocorre o processo de aquecimento e extração do oxigênio. A redução carbotérmica tem sido usada há décadas na Terra para produzir itens como painéis solares e aço, produzindo monóxido ou dióxido de carbono usando altas temperaturas.
Depois que o solo foi aquecido, a equipe conseguiu detectar monóxido de carbono usando um dispositivo chamado Espectrômetro de Massa Observando Operações Lunares (MSolo). Um dispositivo semelhante voará em duas próximas missões de exploração para o Pólo Sul da Lua - o Polar Resources Ice Mining Experiment-1 em 2023, que ajudará os cientistas a procurar água, e o Volatiles Investigating Polar Exploration Rover ( VIPER ) da NASA em novembro de 2024, que explorará Mons Mouton, uma grande montanha de topo plano, para obter uma visão de perto da localização e concentração de gelo de água e outros recursos potenciais.
“Esta tecnologia tem o potencial de produzir várias vezes seu próprio peso em oxigênio por ano na superfície lunar, o que permitirá uma presença humana sustentada e economia lunar”, disse Aaron Paz, engenheiro sênior da NASA e gerente de projeto CaRD na Johnson.
Para aplicar esse processo à produção de oxigênio na Lua, um reator carbotérmico precisa ser capaz de manter a pressão para evitar que os gases escapem para o espaço, enquanto ainda permite que o material lunar viaje para dentro e para fora da zona de reação. Operar o reator em um ambiente de vácuo para o teste CaRD simulou as condições na superfície lunar e aumentou o nível de prontidão técnica do reator para seis, o que significa que a tecnologia possui um protótipo ou modelo representacional totalmente funcional e está pronto para ser testado em espaço.
“Nossa equipe provou que o reator CaRD sobreviveria à superfície lunar e extrairia oxigênio com sucesso”, disse Anastasia Ford, engenheira da NASA e diretora de testes CaRD da Johnson. “Este é um grande passo para desenvolver a arquitetura para construir bases humanas sustentáveis em outros planetas.”
O programa Game Changing Development (GCD) dentro do Science Technology Mission Directorate (STMD) patrocinou o teste para construir a tecnologia necessária para extrair oxigênio do solo lunar, que foi identificado como uma lacuna tecnológica crítica.
O CaRD faz parte da Lunar Surface Innovation Initiative (LSII) da STMD. Por meio do LSII, a NASA está desenvolvendo os recursos essenciais necessários para que humanos e sistemas vivam e operem com sucesso em vários ambientes na superfície lunar e de outros corpos planetários.
A mesma tecnologia comprovada pelo teste CaRD poderia ser aplicada às missões Artemis e, um dia, a viagens mais profundas em nosso sistema solar. Com a conclusão bem-sucedida deste teste de demonstração, a NASA estabeleceu que o oxigênio pode ser extraído do material lunar existente para fornecer aos humanos recursos essenciais para a sobrevivência e transporte em mundos extraterrestres.
Através das missões Artemis , a NASA vai pousar a primeira mulher e a primeira pessoa de cor na superfície da Lua, abrindo caminho para uma presença lunar de longo prazo e servindo como um trampolim para os astronautas a caminho de Marte.
Por Rebecca Wickes
Fonte: NASA / Editora: Kelli Mars / Publicação 20-04-2023
https://www.nasa.gov/feature/nasa-successfully-extracts-oxygen-from-lunar-soil-simulant
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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