I ricercatori hanno sviluppato un metodo per produrre notevoli quantità di acqua sulla Luna facendo reagire la regolite lunare con l’idrogeno. Questo processo innovativo potrebbe potenzialmente ricavare oltre 50 kg di acqua da una tonnellata di suolo lunare, aprendo la strada alla vita umana sostenibile e alle stazioni di ricerca sulla Luna.
Cos’è la regolite lunare?
La regolite lunare è uno strato di materiale fine e polveroso che ricopre quasi interamente la superficie della Luna. Essa è composta da principalmente da silicati, ossidi di ferro e titanio, e una piccola percentuale di metalli, tutti prodotti dall’impatto di meteoriti e micrometeoriti sulla superficie lunare nel corso di miliardi di anni.
La sua composizione varia a seconda della regione lunare, riflettendo la diversità geologica del nostro satellite. Lo spessore della regolite varia da pochi centimetri nelle regioni più giovani a diverse decine di metri nelle zone più antiche e può assumere diverse colorazioni, dal grigio chiaro al marrone scuro, a seconda della composizione mineralogica e della presenza di elementi come il ferro.
Essa rappresenta una risorsa preziosa per l’esplorazione spaziale futura. Grazie alle missioni Artemis, la NASA e i suoi partner internazionali stanno investendo nello studio e nello sfruttamento di questa risorsa unica. Le future basi lunari potrebbero utilizzare la regolite per produrre ossigeno, acqua e materiali da costruzione, rendendo così possibile una presenza umana sostenibile sulla Luna.
Regolite lunare: una miniera d’acqua
L’acqua svolge un ruolo cruciale nella sopravvivenza umana sulla superficie lunare, attirando così un’ampia attenzione da parte della ricerca. Il team del Prof. Junqiang Wang presso il Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) della Chinese Academy of Sciences (CAS) ha recentemente sviluppato un nuovo metodo di produzione massiccia di acqua tramite reazione tra regolite lunare e idrogeno endogeno.
I risultati delle ricerche di precedenti esplorazioni lunari, come le missioni Apollo e Chang’E-5, hanno rivelato la presenza diffusa di acqua sulla Luna. Tuttavia, il contenuto di essa nei minerali lunari è estremamente basso, variando dallo 0,0001% allo 0,02%. Resta difficile quindi estrarre e utilizzare l’acqua in situ sulla Luna.
Il Prof. Junqiang Wang ha spiegato: “Abbiamo utilizzato campioni di regolite lunare riportati dalla missione Chang’E-5 nel nostro studio, cercando di trovare un modo per produrre acqua sulla Luna”.
Idrogeno e regolite: la formula per l’acqua lunare
Lo studio ha rivelato che quando la regolite lunare viene riscaldata a oltre 1.200 K con specchi concavi, un grammo di regolite lunare fusa può generare 51-76 mg di acqua. In altre parole, una tonnellata della stessa potrebbe produrre più di 50 kg di acqua, che equivale a circa cento bottiglie da 500 ml di acqua potabile. Una quantità di acqua potabile sufficiente per 50 persone per un giorno.
Sii è scoperto, inoltre, che l’ilmenite lunare (FeTiO 3 ) contiene la più alta quantità di idrogeno impiantato dal vento solare tra i cinque minerali principali della regolite lunare, grazie alla sua esclusiva struttura reticolare con tunnel sub-nanometrici.
Esperimenti di riscaldamento in situ hanno indicato che l’idrogeno nei minerali lunari è una risorsa sostanziale per produrre acqua sulla Luna. Tale acqua potrebbe essere utilizzata sia per bere che per irrigare le piante. Inoltre, potrebbe essere decomposta elettrochimicamente in idrogeno e ossigeno, con l’idrogeno utilizzato per l’energia e l’ossigeno essenziale per la respirazione.
Questi risultati innovativi contribuiscono in modo significativo allo studio delle risorse idriche lunari, delineando le possibili future applicazioni per la creazione di basi scientifiche sulla Luna. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica The Innovation.
