Guinguette Marais Poitevin

Los entusiastas de la minería lunar se alegraron especialmente esta semana cuando los investigadores afirmaron haber encontrado pruebas definitivas de que existe hielo de agua en la superficie de la Luna. Hay incluso más hielo de agua de lo que pensábamos allí arriba, y sabemos exactamente dónde está gran parte de él. Eso puede facilitar aún más la extracción de esta agua en el futuro.

Mucho antes de este descubrimiento, los investigadores han estado ansiosos por recoger cualquier agua que pueda estar al acecho en la superficie lunar. Es un recurso que podría ser increíblemente valioso para futuras misiones a largo plazo en la Luna, ya que el agua es esencial para que la vida funcione aquí en la Tierra. Podría reciclarse dentro de un hábitat lunar o utilizarse para beber o bañarse. También podría utilizarse para ayudar a que crezcan las plantas en la Luna, que son necesarias para alimentar a los futuros habitantes lunares.

Pero quizá la mayor y más inmediata aplicación del agua lunar sea la fabricación de propulsores para cohetes. Los principales componentes del agua, el hidrógeno y el oxígeno, son dos de los principales materiales que se utilizan actualmente para propulsar cohetes. Y la fabricación de propulsores para cohetes a partir del agua de la Luna podría reducir drásticamente el coste de las misiones ambiciosas en el espacio. En la actualidad, los cohetes que salen de la Tierra deben llevar consigo todo el propulsor que necesitan. Pero aprovechando el hielo lunar, los cohetes podrían repostar una vez que lleguen al espacio, lo que les permitiría llegar a lugares lejanos por menos dinero.

«La idea sería conseguir que se inicie una especie de cadena de suministro fuera de la Tierra para ciertos productos -en particular, para el agua como propulsor- de manera que pueda ser mucho más fácil navegar al espacio de un cuerpo a otro», explica a The Verge Julie Brisset, investigadora asociada del Instituto Espacial de Florida.

Llevar cualquier cosa al espacio es caro. Si quieres que tu satélite se libere de la gravedad terrestre, necesitas mucho propulsor para alimentar el viaje hasta la órbita. De hecho, la mayor parte del peso de un cohete en el momento del lanzamiento es el propulsor necesario para llevarlo al espacio. Y cuanto más profundo se quiera ir al espacio, más propulsor se necesita. Se necesita más energía para alejarse cada vez más de la atracción del planeta. Así que las misiones al espacio profundo se vuelven aún más costosas para pagar todo el propulsor extra que se necesita para llegar allí y el cohete más grande para albergar ese propulsor.

¿Pero qué pasaría si en lugar de llevar todo el propulsor que necesitas desde la Tierra, rellenaras tu tanque de gasolina con el propulsor que ya está en el espacio? Entonces, las misiones al espacio profundo se asemejan más a los viajes por carretera a campo traviesa. «Imagínate que tuvieras que conducir hasta Denver y no hubiera gasolineras en el camino y tuvieras que traer toda la gasolina desde Nueva York», dice George Sowers, profesor de la Escuela de Minas de Colorado y ex vicepresidente de la United Launch Alliance, a The Verge. «Probablemente no podrías hacerlo en tu coche. Tendrías que remolcar todo el combustible que necesitas». Por eso la idea de la minería lunar es tan tentadora. El agua de la Luna podría extraerse, dividirse en combustible para cohetes y transportarse a un depósito de propulsores cerca de la Luna o en la órbita baja de la Tierra. Entonces, los cohetes no tendrían que ser tan grandes para albergar todo su propulsor. Podrían simplemente acoplarse a un depósito y repostar para viajes más largos al espacio.

Transportar el propulsor desde la Luna a otros lugares del espacio no es ni de lejos tan caro como transportarlo desde la Tierra. La Luna tiene una sexta parte de la gravedad de la Tierra, lo que significa que se necesita menos energía para desprenderse de la superficie. Sowers realizó recientemente un análisis sobre cuánto costaría transportar el propulsor lunar a diferentes lugares del espacio. Y llevar agua lunar a la órbita baja de la Tierra, por ejemplo, sigue siendo más barato que enviarla desde la Tierra, aunque nuestro planeta esté más cerca. «Si vas a utilizar ese propulsor en la órbita baja de la Tierra, sigue siendo un ahorro de tal vez un 20 o 30 por ciento, utilizando el propulsor lunar frente al propulsor terrestre», dice Sowers.

Los científicos han estado fantaseando con la idea de convertir el agua lunar en combustible para cohetes desde hace décadas, a medida que se acumulan pruebas de que los polos lunares pueden ser primordiales para la minería. En 1994, una sonda conjunta de la NASA y el ejército estadounidense llamada Clementine encontró pruebas de que existe agua en los cráteres de los polos de la Luna. Estos lugares nunca ven la luz del Sol y nunca alcanzan temperaturas superiores a -250 grados Fahrenheit. Desde entonces, múltiples misiones a la Luna han indicado que también puede haber agua en estos lugares. En 2009, la NASA introdujo una nave espacial llamada LCROSS en un cráter del polo sur de la Luna, para ver qué tipo de materiales levantaba el impacto. La NASA descubrió que había alrededor de un 5 por ciento de agua en lo expulsado.

Sin embargo, una investigación publicada esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences indica que algunas zonas de la Luna podrían estar rebosantes de agua. Investigadores de la Universidad de Hawái y de la Universidad de Brown analizaron los datos recogidos por la nave espacial india Chandrayaan-1, que fue lanzada a la Luna en 2008. Utilizando uno de los instrumentos del vehículo, pudieron localizar zonas de hielo en la Luna midiendo la reflectividad del agua. También observaron estos lugares en luz infrarroja, lo que les permitió determinar si el agua estaba en forma de hielo y no de vapor o líquido. No sólo confirmaron que el hielo de agua está expuesto en la superficie lunar, sino que algunas zonas del suelo están formadas por un 20 o 30 por ciento de hielo. Dependiendo de la profundidad de la superficie en la que se encuentre el hielo, eso podría ser un amplio forraje para el propulsor de cohetes.

«Realmente no necesitamos estar tan concentrados en todas partes», dice Phil Metzger, físico planetario de la Universidad de Florida Central y cofundador de Swamp Works de la NASA en el Centro Espacial Kennedy. «Sólo necesitamos que algunos lugares tengan una mayor concentración para tener suficiente agua para satisfacer todas las necesidades de transporte espacial durante los próximos 30 años».»

Un depósito de propulsores en la órbita baja de la Tierra abre muchas oportunidades para nuevos tipos de misiones en el espacio. Una de las ideas es un remolcador espacial, un cohete que permanece en el espacio, repostando una y otra vez, para transportar satélites a sus destinos finales. En la actualidad, los satélites que se sitúan en órbitas altas sobre la Tierra se despliegan en una órbita de transferencia inicial y luego pasan de seis meses a un año elevándose lentamente con propulsores a bordo. Durante ese tiempo, el satélite no puede hacer su trabajo, por lo que no gana dinero. Pero con un remolcador espacial, los satélites podrían desplegarse en órbitas mucho más bajas con cohetes más pequeños, y luego un cohete reutilizable ya en el espacio podría «remolcar» la sonda hasta su órbita final en sólo unos días. Esto ahorra dinero a los operadores de satélites: no necesitan un cohete tan grande para llevar su carga útil al espacio, y tienen más tiempo para ganar dinero con sus sondas.

Así que sí, el agua lunar como combustible es atractivo, pero no será fácil empezar a extraer agua en el espacio. En primer lugar, se necesita una amplia campaña de prospección. Gracias al estudio de PNAS, los investigadores han creado básicamente un mapa que muestra dónde encontrar los trozos más jugosos de hielo de agua en los polos lunares. El siguiente paso es enviar aterrizadores y rovers a esas zonas para averiguar cuál es la mejor ubicación y cuál es la consistencia del hielo. Los científicos aún no saben si el hielo está en forma de aguanieve mezclada con la tierra o si es como ladrillos sólidos fundidos con otro material de la superficie. «Sabemos cómo diseñar el equipo para extraerlo. Sólo no sabemos qué conjunto de equipos utilizar», dice Metzger.

Una idea es recoger el suelo lunar con un robot de excavación que arrastre los materiales a un procesador. Ese procesador separa entonces el hielo del suelo mediante el calentamiento y rompe el agua en sus partes básicas con electricidad. Una parte del combustible resultante se utiliza para lanzar el resto del agua fuera de la Luna en un vehículo de transporte, enviándolo a cualquier depósito de propulsores que lo necesite en el espacio.

Por supuesto, todo esto será caro. «Se reduce a un análisis de costes», dice Metzger. «¿Es más barato lanzar combustible para cohetes desde la Tierra, o es más barato lanzar el equipo al espacio una vez y luego mantener ese equipo y utilizarlo para crear continuamente combustible para cohetes en el espacio?». Basándose en el análisis realizado por Metzger, Brisset y Sowers, estiman que la inversión en minería lunar tardará una década en ser rentable. Pero como la minería lunar es tan arriesgada, es posible que no muchos capitalistas de riesgo quieran lanzarse de inmediato.

Por eso el equipo sugiere que la NASA se involucre financiando parcialmente los primeros esfuerzos de desarrollo minero. De esta manera, los inversores comerciales estarán más dispuestos a participar si una agencia gubernamental creíble está involucrada y asumiendo algunos de los costos.

La NASA no sólo estaría haciendo un favor a los inversores, ya que la agencia espacial ha sugerido que podría necesitar hasta 100 toneladas métricas de propulsor cada año para alimentar los vehículos que salen de la superficie lunar desde una base, según el análisis de Sowers. Si tuvieran que enviar todo eso desde la Tierra, costaría unos 3.500 millones de dólares al año. El ahorro derivado de la fabricación de combustible lunar podría abaratar las misiones a la Luna y a Marte. «Haría que las misiones a Marte fueran más baratas, y hace que casi todo lo que hacemos más allá de la Tierra sea asequible», dice Sowers. Por ejemplo, el uso de propulsor lunar para repostar cohetes reduciría el coste de ir a la Luna desde la Tierra en un factor de tres, según Sowers. Este es un detalle importante, dado que la NASA pretende volver a realizar misiones humanas a la Luna.

«Llevo años diciendo que el agua es el petróleo del espacio», dice Sowers, y añade: «Si los planes de la NASA son crear una presencia humana permanente en la Luna, lo primero que tiene que hacer la NASA es construir una instalación de producción de propulsor.»