Un sistema di estrazione dell’acqua per la Luna
Quando gli esseri umani saranno presenti su altri corpi planetari, avranno bisogno di accesso all’acqua, e più precisamente di acqua adatta al fine di essere bevuta, ma anche a quello di essere utilizzata come combustibile per razzi allo scopo di rispedire oggetti (e persone) sulla Terra. Il candidato più probabile per le prime basi umane è la Luna, nota per contenere acqua ghiacciata all’interno della sua superficie rocciosa e polverosa, chiamata regolite. Nell’ambito del progetto LUWEX(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, un consorzio di ricercatori ha progettato, sviluppato e testato un nuovo sistema di estrazione in grado di trattare con successo la regolite lunare simulata e di estrarre l’acqua presente al suo interno. «Il processo di progettazione dell’estrattore era effettivamente parte integrante del progetto, in quanto volevamo studiare quale sarebbe stata la migliore tipologia da utilizzare sulla Luna», spiega Luca Kiewiet(si apre in una nuova finestra), ricercatore presso il Centro aerospaziale tedesco(si apre in una nuova finestra) (DLR). «Non ci siamo limitati a prendere in considerazione ciò che sarebbe meglio in termini di efficienza o di tasso di estrazione, ma anche quello che potrebbe essere testato in una futura missione dimostrativa della tecnologia.»
Estrarre l’acqua dalla polvere lunare
Non disponendo di un facile accesso alla polvere lunare, il team ha pensato di impiegare un simulante analogico della roccia di questo satellite, scelto specificamente perché si pensava che fosse in grado di rappresentare la regolite che si trova sul polo sud della Luna, dove è presente ghiaccio e da cui molto probabilmente si potrebbe estrarre l’acqua. Il sistema di estrazione, noto come crogiolo, viene riempito con il simulante di regolite lunare ghiacciato prima che venga creato un vuoto all’interno di una camera a temperatura controllata per creare un ambiente simile a quello della Luna. Il crogiolo riscalda e agita al tempo stesso il simulante di regolite lunare ghiacciato e, a causa della bassa pressione, il ghiaccio sublima (direttamente da ghiaccio a vapore acqueo) e fuoriesce dalla regolite. Il vapore acqueo viene quindi congelato in una trappola fredda, riscaldato brevemente al fine di farlo scivolare in una camera, trasformato in acqua liquida e pompato in un sistema di purificazione. «Mediante l’applicazione di una serie di metodi di purificazione potremmo ottenere acqua sicura da bere per gli astronauti, oppure acqua che può essere sottoposta a elettrolisi e trasformata in carburante per razzi allo scopo di rifornire le astronavi», aggiunge Kiewiet.
Approfondire la progettazione dei sistemi di estrazione e purificazione
L’unicità e il successo del progetto sono stati rappresentati da processi quali l’estrazione, la cattura, la liquefazione e la purificazione dell’acqua dalla regolite lunare ghiacciata su una scala senza precedenti e in un ambiente mai testato prima d’ora. «Per ogni esperimento possiamo ottenere fino a 750 millilitri d’acqua, un risultato mai raggiunto in precedenza», osserva Kiewiet. Inoltre, i ricercatori hanno appreso molte lezioni che saranno utili per la futura progettazione di sistemi di estrazione dell’acqua sulla Luna, comprese le problematiche che si verificano quando il sistema si riempie di polvere. «Abbiamo imparato quali sono i limiti e continuiamo a impegnarci per migliorare i sistemi di estrazione e purificazione, in modo che un giorno l’approvvigionamento di acqua sulla Luna diventi realtà», afferma Kiewiet.
Una fonte di acqua potabile sulla Luna
Diverse agenzie spaziali di tutto il mondo stanno lavorando al fine di riportare gli astronauti sulla Luna, tra cui la NASA e l’ESA(si apre in una nuova finestra); LUWEX potrebbe aiutare in tal senso e migliorare queste missioni, rendendo gli astronauti meno dipendenti da quelle di rifornimento dalla Terra. «Se non si deve portare con sé il carburante per effettuare il viaggio di ritorno, si risparmia una grande quantità di denaro ed energia», spiega Kiewiet, che conclude: «E se gli astronauti potessero disporre di più acqua potabile, potrebbero prolungare le loro missioni.»