El oxígeno es un elemento esencial para la vida tal y como la conocemos, además de formar parte del aire que respiramos, este componente también constituye el 65% de nuestro cuerpo, básicamente porque forma parte de las moléculas de agua y lo necesitamos para “aventurarnos” en los viajes espaciales.
Si el ser humano quiere explorar otros planetas y sistemas planetarios necesitaría de cantidades enormes de oxígeno para que las misiones se pudiesen llevar a cabo.
La buena noticia es que este gas no es raro en el universo. El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el cosmos, después del helio y del hidrógeno. Sin embargo, para que la vida humana prospere se necesita la misma cantidad de oxígeno que retiene la atmosfera terrestre, es decir, el 21% ni más ni menos. Una atmosfera con porcentajes inferiores al 17% la respiración seria muy difícil y probablemente la vida humana no hubiese prosperado en la Tierra. Por otro lado, si el oxígeno superase el 25% los compuestos orgánicos inflamables arderían con mucha facilidad. Pero los niveles de oxígeno hoy por hoy se pueden controlar con varias técnicas y ya existe tecnología para ello, véase por ejemplo la Estación Espacial Internacional o las naves Dragón de SpaceX/ NASA cuando viajan al espacio con tripulación.
Se hace más difícil si los viajes son más largos, por ejemplo, ir a la Luna o a Marte. Pero veremos que el oxígeno en verdad no es algo exclusivo de la Tierra como ya hemos dicho.
Oxígeno en la Luna
Aquí se muestra una representación de 13 regiones de aterrizaje candidatas para Artemisa III, la próxima misión tripulada al satélite natural. Cada región es de aproximadamente 9.3 por 9.3 millas (15 por 15 kilómetros). Un sitio de aterrizaje es una ubicación dentro de esas regiones con un radio aproximado de 328 pies (100 metros). Se cree que existen reservas de oxigeno y agua en estas zonas, algo necesario para establecer una base permanente. Créditos: NASA
La Luna, nuestro satélite natural, tiene oxigeno suficiente para mantener a toda la población terrestre actual durante 100 mil años según el investigador John Grant, Profesor de Ciencias de la Tierra en la Southern Cross University de Australia en un artículo para The Conversation. Según la NASA (Agencia Espacial Norte Americana) el oxígeno lunar se encuentra a 10 metros de profundidad, por lo tanto, una misión tripulada a la Luna con el objetivo de establecer una base allí necesitaría extraer una cantidad suficiente de este oxígeno para mantener a una persona, eso son 800 gramos al día.
La extracción de oxígeno del suelo lunar requeriría un gran equipo industrial. Primero tendríamos que convertir el óxido de metal sólido en líquido, ya sea aplicando calor o combinándolo con disolventes o electrolitos. Tenemos la tecnología para hacer esto en la Tierra, pero mover este aparato a la Luna (y generar suficiente energía para operarlo) será un gran desafío. Explica Grant
Las futuras misiones Artemis de la NASA realizarán pruebas a pequeña escala para demostrar que es posible extraer oxígeno del suelo lunar, para después transformar esa tecnología en una máquina capaz de hacerlo a gran escala.
Oxígeno en Marte
Marte también tiene oxígeno, pero a diferencia de la Luna el planeta rojo tiene una atmosfera un poco más densa y le permite retener un poco de este componente tan importante para la vida humana, pero es insuficiente para que los primeros exploradores puedan caminar por su superficie sin cascos y trajes presurizados.
La atmosfera marciana contiene:
95,32% de Dióxido de carbono
2,81% de Nitrógeno
1,6% de Argón
0,13% de Oxígeno
0,07% de Monóxido de carbono
La cantidad de dióxido de carbono es letal para los humanos, pero es posible utilizarlo para crear oxígeno respirable. El rover Perseverance de la NASA lo logró, equipado con un Moxie (Experimento de Utilización de Recursos Insitu), es una caja del tamaño de una tostadora que pesa 17 kilos. Está diseñado para absorber dióxido de carbono y romperlo en su interior realizando un proceso de electrolisis a unos 800 grados que produce moléculas de oxígeno prácticamente puro y como desecho principal monóxido de carbono.
MOXIE siendo instalado en el rover Perseverance antes de enviarlo a Marte. Crédito: NASA/JPL
El resultado parece muy prometedor, pero no produce un oxígeno respirable para los humanos, si no que junto con el metano podría ser la formula para crear combustible en el planeta rojo y abastecer a los cohetes para volver a la Tierra o a los vehículos de exploración.
Para poder respirar el oxígeno creado por Moxie se tienen que añadir otros componentes. Y aquí es donde entra el nitrógeno, que supone el 2,81% del aire marciano, como explica González-Fairén, investigador del CAB. “Los primeros vuelos espaciales tripulados de la NASA tenían atmósferas de oxígeno puro”, explica. “Los problemas de inflamabilidad de esas atmósferas, así como problemas en la salud de los astronautas derivados de la formación de burbujas de gas en la sangre, hicieron que se empezara a cambiar. En el Skylab ya era 75% oxígeno y 25% nitrógeno. La estación espacial rusa MIR, las naves Soyuz y los transbordadores de la NASA ya tenían atmósferas estándar terrestres, y así es hoy en la Estación Espacial Internacional: allí se usa agua que por medio de hidrólisis se descompone en O₂ y H₂, y ese oxígeno se libera en el habitáculo, donde se mezcla con el resto de gases para crear una atmósfera similar a la de la Tierra, con 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno”, señala.
El Perseverance seguirá haciendo pruebas para producir oxígeno en diferentes condiciones meteorológicas y a diferentes niveles de pureza. El rover también va equipado con un radar capaz de detectar hielo en el subsuelo y conseguir así otro elemento necesario, el agua.
Algunas teorías sostienen que Marte podría volver a tener una atmosfera rica en oxígeno y apta para la vida humana tras un proceso de terraformación.
La búsqueda de oxígeno extraterrestre
El nuevo telescopio espacial James Webb puede identificar oxígeno en la atmosfera de los exoplanetas, es decir, los planetas que giran alrededor de una estrella que no es nuestro Sol. El telescopio centrará su búsqueda en la señal que producen las moléculas de oxígeno cuando colisionan entre si, y a través de este estudio los científicos podrán descartar los planetas no aptos para la vida.
Sin embargo, el astrobiólogo Edward Schwieterman de la Universidad Californiana en Riverside alerta que “una atmósfera rica en oxígeno no necesariamente habría de ser un indicio de la presencia de vida sino que puede resultar el indicador de un historial de pérdida de agua“.
Tenemos la formula para fabricar el oxígeno que necesitamos respirar, tenemos la tecnología y tenemos la materia prima en el espacio. La exploración de nuestro Sistema Solar y más allá ha comenzado con las primeras misiones Artemis ya programadas y con el proyecto de ir a Marte antes del 2040. No va a ser una tarea fácil, pero la humanidad se ha propuesto a hacerlo.
