La mayor parte de la masa de la Luna es oxígeno. Con energía, podría liberarse químicamente de sus compuestos de silicio, etcétera, y convertirse en oxígeno gaseoso. Dada su baja gravedad, la falta de magnetosfera y la vecindad del viento solar, ¿podría producirse suficiente oxígeno gaseoso en la Luna para mantenerse al día con la pérdida en el espacio, de modo que una atmósfera de oxígeno puro respirable para los humanos pudiera mantenerse durante algún tiempo (miles o millones de años)? Los gases inertes serían un problema, supongo, por la falta de nitrógeno, carbono y gases nobles, pero el oxígeno es todo lo que necesitamos. Algo así como una atmósfera de oxígeno puro a un quinto, tal vez un décimo, de la presión atmosférica de la Tierra es sobrevivible. Además de razones tecnológicas, económicas y de cordura mental, ¿Es también de alguna manera físicamente imposible? ¿Podría un objeto como la Luna tener una atmósfera espesa aunque sea temporalmente? Titán lo hace.
¿Cómo se estimaría el tipo de energía necesaria para producir suficiente oxígeno gaseoso, como fracción o múltiplo de la radiación solar en la Luna?
La Luna es capaz de tener una atmósfera similar a la de la Tierra. Aunque la velocidad de escape de la Luna es mucho menor que la de la Tierra, todavía está alrededor de Mach 6.(*)
Si la Luna tuviera atmósfera, la perdería en unas decenas de millones de años (*). Esta es la razón por la cual cualquier atmósfera que alguna vez tuvo se fue hace mucho tiempo, pero esto sería suficiente para nosotros y nuestra escala de tiempo más corta, que es solo de algunos miles de años en el sentido más optimista.
El nitrógeno es raro en la Luna, pero en realidad no es necesario. No lo usamos para nada. Lo que importa es la presión parcial del en la atmósfera. en un 100% atmósfera con alrededor de 0,2 bar de presión (20% del aire es ) pudimos respirar sin mayor problema.
Pero la Luna tiene una gravedad mucho más débil, es solo alrededor de 1/6 de la Tierra. Por lo tanto, se requeriría aproximadamente 6 veces más masa por área de la atmósfera para obtener la misma presión. Esto significa que alrededor de 1,2 kg de sería necesario sobre cada para obtener lo requerido presión (en la Tierra, es de alrededor de 1 kg).
El radio de la Luna también es alrededor de 1/6 del de la Tierra, por lo que su área de superficie es 1/36 de la de la Tierra. El área de la superficie de la Tierra es , entonces el área de la superficie de la Luna es , cual es . así que alrededor kg de sería requerido.
El suelo lunar está compuesto principalmente de regolito , que es esencialmente una mezcla de diferentes óxidos metálicos. Se derrite en , que es esencialmente lava. En la Tierra, los volcanes producen una sustancia similar.
Bueno, la mayoría de sus componentes tienen un punto de fusión mucho más alto (por ejemplo, se acabó ), pero no todos. Las mezclas de sales fundidas normalmente tienen un punto de fusión mucho más bajo, es por eso que esto alrededor seria suficiente.
Estas mezclas de sales fundidas son malas conductoras eléctricas, pero son conductoras para ser electrolizables, y una temperatura de alrededor no es inviable. Aunque la mayor parte de la energía eléctrica simplemente calentaría la lava, una parte significativa produciría . Las efectividades eléctricas de los diferentes procesos de electrólisis están en el orden del 10-60%, por lo que ahora podemos calcular con su media geométrica, que ronda el 25%.
El calor ardiente del Al es de alrededor de 22 , su masa molar es 27. Por lo tanto, quemar 1 kg de Al da 22 MJ de energía, son 37 mol, que consumen 37*1,5 (¡Al2O3!), por lo que 55 mol de . Estos 55 moles de oxígeno son 888 g.
Por lo tanto, para producir una atmósfera de O2 similar a la de la Tierra en la Luna, necesitaríamos producir alrededor de de al. Esto requeriría alrededor de energía, o . Considerando una efectividad del 20%, se encuentra alrededor .
La producción anual de Al en la Tierra es de alrededor de 40 millones de toneladas. Para producir esta masa de Al necesitaríamos 4,5 millones de años en la Tierra.
Según este artículo, en la Tierra se produjeron alrededor de 184 TWh de energía solar en 2015. Esto es . Por lo tanto, para producir los requisitos de energía, necesitaríamos alrededor de 30 millones de años.
Pero por otro lado, aunque este proyecto no parece factible en nuestra vida, tal vez en un mundo mejor sería posible hacer fábricas automatizadas con robots, para construir el número requerido de células fotovoltaicas y fábricas químicas de electrólisis en la Luna. . En realidad, si tuviéramos suficientes robots podríamos hacer cualquier cosa, y los robots también podrían producir robots.
(*) Estoy muy feliz de buscar en Google algunas referencias si alguien pregunta.
moborg
polvo oscuro