UCF proporciona mapas, índice de favorabilidad del hielo a las empresas que buscan explotar la Luna.

Representación artística de la construcción en la Luna. 
Crédito imagen: NASA

Un equipo de la UCF crea un modelo geológico que les dará a los prospectores una mejor idea de dónde puede esconder la Luna su hielo de agua, lo que puede desempeñar un papel en la futura exploración humana del Sistema Solar.

Los 49ers que buscaron oro durante la Fiebre del Oro de California realmente no sabían dónde podrían hacerse ricos. Tenían un «boca a boca» y no mucho más para seguir.

Los investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) quieren dar a «los buscadores de oro» que buscan explotar la Luna mejores probabilidades de encontrar oro, lo que en la Luna significa depósitos ricos de hielo de agua que se pueden convertir en recursos, como combustible, para misiones espaciales.

Un equipo dirigido por el científico planetario Kevin Cannon creó un Índice de Favorabilidad del Hielo. El modelo geológico explica el proceso para la formación de hielo en los polos de la Luna y mapeó el terreno, que incluye cráteres que pueden contener depósitos de hielo. El modelo, que ha sido publicado en la revista revisada por expertos Icarus , explica lo que los impactos de asteroides en la superficie de la Luna pueden hacer a los depósitos de hielo que se encuentran a metros debajo de la superficie.

«A pesar de ser nuestro vecino más cercano, todavía no sabemos mucho sobre el agua en la Luna, especialmente cuánto hay debajo de la superficie», dice Cannon. «Es importante para nosotros considerar los procesos geológicos que se han llevado a cabo para comprender mejor dónde podemos encontrar depósitos de hielo y cómo llegar a ellos con la menor cantidad de riesgo».

El equipo se inspiró en las compañías mineras en la Tierra, que realizan trabajos geológicos detallados y toman muestras del núcleo antes de invertir en sitios de extracción costosos. Las compañías mineras realizan mapeos de campo, toman muestras del núcleo del sitio potencial y tratan de comprender las razones geológicas detrás de la formación del mineral particular que están buscando en un área de interés. En esencia, crean un modelo de cómo se vería una zona minera antes de decidir gastar dinero para perforar.

El equipo de UCF siguió el mismo enfoque utilizando datos recopilados sobre la Luna a lo largo de los años y realizó simulaciones en el laboratorio. Si bien no pudieron recolectar muestras del núcleo, tenían datos de observaciones satelitales y del primer viaje a la Luna.

Kevin Cannon dirigió el equipo que desarrolló el mapa y el índice de la Luna.
Crédito: UCF
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¿Por qué minar la Luna?

Para que los humanos exploren el Sistema Solar y más allá, las naves espaciales deben poder lanzarse y continuar en sus largas misiones. Uno de los desafíos es el combustible. No hay estaciones de servicio en el espacio, lo que significa que las naves espaciales tienen que llevar combustible extra con ellas para misiones largas y ese combustible pesa mucho. Extraer agua en la Luna podría generar combustible , lo que ayudaría a reducir el costo de los vuelos ya que las naves espaciales no tendrían que transportar el combustible extra.

El hielo de agua puede purificarse y procesarse para producir hidrógeno y oxígeno como propelentes, según varios estudios publicados anteriormente. En algún momento en el futuro, este proceso podría completarse en la Luna produciendo efectivamente una estación de servicio para naves espaciales. Los asteroides también pueden proporcionar recursos similares para el combustible.

Algunos creen que un sistema de estas «estaciones de servicio» sería el comienzo de la industrialización del espacio.

Varias compañías privadas están explorando técnicas de minería para emplear en la Luna. Según el estudio, tanto Luxemburgo como Estados Unidos han adoptado una legislación que otorga a los ciudadanos y corporaciones derechos de propiedad sobre los recursos extraídos en el espacio, incluida la Luna.

«La idea de extraer recursos de la Luna y los asteroides ya no es ciencia ficción», dice el Profesor y coautor de la UCF, Dan Britt. «Hay equipos en todo el mundo que buscan encontrar formas de hacer que esto suceda y nuestro trabajo nos ayudará a acercarnos a hacer realidad la idea».

El estudio fue respaldado por el acuerdo cooperativo del Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA con el Centro para la Ciencia de la Superficie de los Asteroides y la Luna (CLASS) con sede en la UCF.

Esta no es la primera vez que Cannon ni UCF han contribuido al estudio del suelo de otros planetas. En 2018 lanzaron el Exolith Lab, que produce tierra experimental de Marte, Lunar y asteroides para investigación y pruebas.

Cannon se unió a la UCF en 2017. Tiene varios títulos, incluido un Doctorado en Geología Planetaria de la Universidad de Brown. Ha publicado más de 10 artículos revisados ​​por pares y es un orador invitado frecuente en universidades de todo el país debido a su trabajo en la composición de cuerpos pequeños y Marte, y en la utilización de recursos in situ y la alteración acuosa.

Fuente: University of Central Florida.

Artículo original: «UCF Provides Maps, Ice Favorability Index to Companies Looking to Mine the Moon«.  Zenaida González Kotala, June 1, 2020.

Material relacionado:

A medida que la Tierra y la Luna orbitan alrededor del Sol, hay lugares en la Luna que nunca reciben luz solar directa. La mayoría de estas regiones permanentemente en sombra se encuentran en los Polos lunares. Esta animación se aproxima a las regiones permanentemente sombreadas pertenecientes al Polo Sur de la Luna que mantienen un ángulo solar máximo a la superficie de 1.5 grados. Estas áreas permanentemente sombreadas son de interés porque hay suficiente evidencia de que contienen hielo de agua. Más información.
Créditos: NASA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio. Datos del mapa digital de elevación (DEM) del Polo Sur lunar proporcionados por JAXA / Selene.  

El Programa Artemis de la NASA planea aterrizar astronautas en el Polo Sur de la Luna. Para prepararse para esto, el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA (SSERVI) está creando el Atlas del Polo Sur Lunar (LSPA). Como parte de ese Atlas, la NASA está mapeando la topografía de la región, incluidas las montañas. El siguiente artículo lo presenta:

Sobre la existencia de agua en la Luna:

EL siguiente artículo presenta el tema, incluyendo en su apartado «Material relacionado» una selección de recursos sobre el mismo, abordando la Historia de las posiciones científicas sobre la existencia de agua en la Luna, las diferentes misiones espaciales destinadas a tal fin, una colección de libros y atlas, así como videos ilustrativos:

En Octubre de 2009, la etapa superior de la misión del Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares ( LCROSS ) de la NASA se desplomó en el Polo Sur lunar, extendiendo una nube de escombros a través de la superficie. Después de que el polvo se asentó, todos los ojos entrenados se volvieron hacia la Luna y encontraron exactamente lo que esperaban: hielo de agua y otros volátiles .

Desde entonces, la NASA ha confirmado sus planes de enviar rovers a esta región polar y observar más de cerca para conocer la evolución del Sistema Solar y el potencial para futuras misiones tripuladas.

Un problema fundamental para enviar un rover a los cráteres permanentemente en sombra en la región del Polo Sur lunar es la capacidad del suelo para soportar el movimiento del vehículo. Luego de un ingeniosa investigación, los científicos concluyeron que los sitios de aterrizaje propuestos son lo suficientemente compactos como para soportar ruedas móviles con un radio de al menos 30 centímetros.

El siguiente artículo lo presenta y además contiene una selección de recursos documentando la investigación del agua en la Luna, una futura misión de investigación y también su utilización como fuente de Hidrógeno y Oxígeno como propelentes para cohetes:

Sobre el trabajo del desaparecido Dr. Paul Spudis, prominente Investigador Lunar.

El Dr. Spudis era un experto en Geología Planetaria Lunar y Terrestre, y durante su carrera hizo contribuciones fundamentales para comprender la geología y la mecánica de las cuencas y cráteres de impacto, el origen y la evolución de la corteza lunar, los procesos volcánicos en la Tierra y los planetas y la génesis de las breccias polimícticas lunares. También  fue en los últimos años,  un defensor clave del regreso de los humanos a la superficie lunar, trabajando en el diseño de arquitecturas de misiones  con los objetivos de servir a la ciencia y  de la utilización de recursos.

El siguiente artículo lo desarrolla y contiene además en su apartado «Material relacionado» toda la información sobre el trabajo del Dr. Spudis, incluyendo artículos, papers, libros, presentaciones y conferencias públicas, una fuente invaluable de información sobre la Luna, sus recursos y su explotación:

Sobre la Utilización de Recursos In Situ (ISRU, In Situ Resource Utilization).

A continuación uno de sus artículos, sobre la explotación in situ de recursos lunares:

Al examinar los planes que la NASA diseña para misiones humanas más allá de la órbita terrestre baja, los experimentos o demostraciones de utilización de recursos in situ (ISRU) a veces se incluyen, pero nunca se incorporan, al imperativo de la secuencia de la misión, o lo que los ingenieros llaman «el camino crítico». » ISRU simplemente significa que usted hace cosas que necesita en el espacio a partir de los recursos disponibles en el espacio.

El siguente artículo fue adaptado de su publicación » Risky Business: ISRU and the Critical Path to Mars » en su blog Spudis Lunar Resources :

El Dr. Paul Spudis ha escrito siete libros sobre la Luna. Su último libro se titula

El siguiente documento presenta una visión general de las actividades de desarrollo de la utilización de recursos in situ (ISRU) y las áreas de interés de las agencias espaciales internacionales participando en el proceso ISECG. El punto principal está en el enfoque seguido para incorporar ISRU en la campaña de exploración lunar:

Una selección de artículos sobre le tema reunidos por Science Direct, tomados dela «Encyclopedia of the Solar System (Third Edition), 2014«, también tratando la explotación in situ de asteroides y las misiones espaciales enfocadas a ello, se encuentra en:

Sobre la factibilidad de hacer construcciones en la Luna usando el material del suelo lunar:

El siguiente trabajo discute la viabilidad de la creación de estructuras en la Luna utilizando el suelo lunar como recurso in situ y tecnologías de fabricación aditiva de sinterización. Ya se ha demostrado el uso de tecnologías de sinterización para la fabricación y construcción aditiva utilizando regolito lunar:

Una Tecnología desarrollada en MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) podría permitir una construcción más rápida, barata y adaptable en cuerpos del Sistema Solar:

Los investigadores del MIT han diseñado un sistema que puede imprimir en 3-D  la estructura básica de un edificio completo. El sistema consta de un vehículo oruga que lleva un gran brazo robótico industrial, que tiene a su vez, un brazo robótico de precisión más pequeño en su extremo.
Crédito Foto: Steven Keating, Julian Leland, Levi Cai, y Neri Oxman / Mediated  Matter Group. Ver video.

A principios de este año, un equipo de investigadores europeos demostró que la urea, el segundo compuesto más común en la orina humana después del agua, puede mezclarse con el polvo de la Luna y usarse para la construcción. El material resultante es un geopolímero, que tiene propiedades similares al concreto y podría usarse para construir plataformas de aterrizaje, hábitats y otras estructuras en la Luna:

Los investigadores descubrieron que agregar urea a la mezcla de geopolímeros lunares, un material de construcción similar al concreto, funcionó mejor que otros plastificantes comunes, como el naftaleno o el policarboxilato para reducir la necesidad de agua. La mezcla que salió de una impresora 3D demostró ser más fuerte y retuvo una buena trabajabilidad: una muestra nueva podría moldearse fácilmente y retener su forma con pesos hasta 10 veces más que el suyo. 
Crédito: ESA – S. Pilehvar.

Curiosidades:

La importancia de la Luna en un viaje tripulado a Marte:

Representación artística. ¿Viajando a Marte? 
Recargá combustible cerca de la Luna. 
Crédito:
Christine Daniloff / MIT.

Estudios anteriores han sugerido que el suelo lunar y el hielo de agua en ciertos cráteres de la Luna se pueden extraer y convertir en combustible.  Suponiendo que tales tecnologías se establezcan en el momento de una misión a Marte, un grupo del MIT descubrió que tomar un desvío a la Luna para repostar reduciría la masa de una misión en el lanzamiento en un 68 por ciento:


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