צעד משמעותי לקראת התיישבות אנושית על הירח: חוקרים ברחבי העולם מפתחים טכנולוגיות שיאפשרו להפיק חמצן מהאבק הירחי - הישג חיוני שיאפשר לאסטרונאוטים לחיות בבסיס עתידי על פני הירח. בין המובילים בתחום נמצאת חברת סיירה ספייס, שהחלה הקיץ ניסוי במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א. "בדקנו כל מה שאפשר על כדור הארץ", אמר ל-BBC ברנט וייט, מנהל פרויקט בחברה. "השלב הבא הוא להגיע לירח".
בשיטה שפיתחה סיירה ספייס (carbothermal process), מחממים את האבק הירחי לטמפרטורות של מעל 1,650 מעלות צלזיוס ומוסיפים חומרים מגיבים. בתהליך זה נוצרות בועות המכילות חמצן שמבעבעות החוצה באופן חופשי. התהליך דורש שימוש בפחמן, אך החברה מדגישה שניתן למחזר את רובו בכל מחזור ייצור. במקביל, מעבדות אחרות מפתחות שיטה שמשתמשת בזרם חשמלי לפירוק המינרלים שבקרקע הירחית המותכת.
האתגר הגדול: כוח המשיכה החלש
אבל ייצור חמצן על הירח מציב בפני המדענים אתגר גדול: כוח המשיכה החלש של הירח, שהוא רק שישית מזה של כדור הארץ. ד"ר פול ברק מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס הסביר ל-BBC את הבעיה: "כשמפיקים חמצן מהקרקע הירחית המותכת, שצמיגותה דומה לדבש, נוצרות בועות חמצן. בגלל כוח המשיכה החלש, הבועות האלה לא יעלו כלפי מעלה במהירות הדרושה".
כדי להתגבר על הבעיה, מפתחים המדענים פתרונות יצירתיים. פלק פטל, דוקטורנטית במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), מפתחת מערכת שמשתמשת בגלי קול כדי לשחרר את בועות החמצן.
לדברי פטל, אותה טכנולוגיה תוכל לשמש גם להפקת מתכות כמו ברזל, טיטניום או ליתיום מהקרקע הירחית. את המתכות האלה יוכלו האסטרונאוטים לנצל להדפסת חלקי חילוף בתלת-ממד עבור הבסיס הירחי או לתיקון חלליות. בניסויים נוספים, הצליחה פטל וצוותה להמיס את הקרקע הירחית המלאכותית לחומר קשיח דמוי זכוכית, שממנו ניתן לייצר לבנים חלולות וחזקות לבנייה על הירח. "המטרה שלנו היא לצמצם את מספר משימות האספקה לירח", אמרה ל-BBC.
כמה חמצן יצטרכו האסטרונאוטים? לפי הערכות החוקרים, אסטרונאוט בודד יזדקק מדי יום לכמות חמצן שאפשר להפיק משניים עד שלושה קילוגרמים של קרקע ירחית. הכמות משתנה בהתאם לרמת הפעילות הגופנית. עם זאת, מערכות החיים בבסיס הירחי יוכלו למחזר את החמצן שהאסטרונאוטים נושפים, כך שבפועל יידרש פחות חמצן חדש. לדברי ד"ר ברק, עיקר החמצן שיופק על הירח ישמש כרכיב בדלק הרקטי, מה שיאפשר משימות חלל שאפתניות יותר.
"אם נצליח להפיק את החמצן על הירח במקום להביא אותו מכדור הארץ", הסביר וייט, "נוכל לחסוך מיליארדי דולרים מעלויות המשימות".
