Inimkond ei plaani kosmoses üksnes avastusretki – viimastel aastatel kulub üha enam aega ja raha tehnoloogiatele, mis lubaks tõhusalt maaväliseid ressursse tarvitada. Näiteks on õhus küsimus, kuidas saaks Kuu peal kõige paremini hapnikku toota, vahendab The Conversation.

Tänavu oktoobris allkirjastasid Austraalia kosmoseagentuur ja NASA lepingu, et saata austraallaste tehtud kulgur Artemise programmi käigus Kuule. Kulgur koguks kiviproove, millest saaks edaspidi toota Kuu peal hingatavat hapnikku.

Kuul on küll olemas oma atmosfäär, kuid see on väga hõre ning koosneb peamiselt vesinikust, neoonist ja argoonist. Hapnikust sõltuvad imetajad, sealhulgas inimesed seal hingata ei saaks.

Samas leidub Kuul hapnikku palju – lihtsalt mitte gaasilisel kujul. Kuu hapnik peidab end regoliidis ehk Kuu pinda katvas õhukeses kivi- ja tolmukihis. Teadlasi huvitab, kas regoliidist ammutatud hapnikust piisaks, et inimesed Kuul elada saaks.

Kuul pole meie mõistes mulda

Hapnikku leidub paljudes Maa pinnasemineraalides. Kuu ja Maa kivimiline koostis on suuresti sarnane, ehkki Kuu pinnases on meteoorset päritolu ainet veidi rohkem. 

Kuu maastikule annavad tooni ränidioksiid, alumiinium ja raud ning magneesiumoksiidid. Need kõik sisaldavad hapnikku, kuid mitte inimkopsudele vastuvõetavas vormis. Loetletud mineraale leidub Kuul erineval kujul, näiteks kivide, tolmu, kruusa ja klibuna. Nende olemasolu taga on lugematute aastatuhandete vältel Kuu pinnale langenud meteoriidid.

Ehkki osa inimesi kutsub Kuu pinda kuumullaks, tõrgub Southern Crossi Ülikooli mullateaduse lektor John Grant mõistet kasutamast. Mulda kui sellist leidub tema sõnul teadaolevalt vaid Maal ja see on miljonite aastate jooksul Maa regoliidis toimetanud erinevate organismide elutegevuse tulemus. 

Mulla koostises leidub mineraale, mida algsetes regoliidikivimites polnud. Mulla füüsikalised, keemilised ja bioloogilised omadused on Granti sõnul samuti ainulaadsed. Kuu regoliit koosneb samas pea täiesti puutumata kivimitest.

Üks aine sisse, kaks välja

Kuu regoliit koosneb umbes 45 protsendi ulatuses hapnikust. See hapnik on eespool mainitud mineraalidega aga tihedas ühenduses. John Granti sõnul läheb hapniku ja mineraalide lahutamiseks tarvis energiat.

Protsess ise näeks välja nagu elektrolüüs. Maal kasutatakse elektrolüüsi tootmises sageli, näiteks alumiiniumi valmistamisel. Elektrivool suunatakse elektroodide abil läbi vedela alumiiniumoksiidi – see kisub alumiiniumi hapniku küljest lahti.

Alumiiniumitootmise näites eraldub hapnik kõrvalsaadusena. Kuu peal oleks asjad vastupidi: põhisaadusena eraldataks hapnik ning alumiinium või mis tahes muu metall eralduks kasuliku kõrvalsaadusena.

Ehkki protseduur kõlab lihtsana, on asjal Granti sõnul konks: selleks kulub väga palju energiat. Jätkusuutlikuks hapnikutootmiseks peaks seega olema päikese- või muu energia Kuul kättesaadav.

Ühtlasi on regoliidist hapniku eraldamiseks vaja rasketehnikat. Esmalt tuleks nimelt tahke metalloksiid vedelaks muuta, olgu siis kuumutades või kuumutamise ja lahusti või elektrolüütide koostoimel. Maal on selline tehnoloogia juba olemas, kuid vajaliku aparatuuri Kuule viimine ja kohapeal energiaga varustamine saab Granti sõnul olema katsumus.

Tänavu teatas Belgia iduettevõte Space Applications Services, et ehitab kolme katsereaktorit, mis täiustaks hapnikutootmist elektrolüüsi teel. Ettevõte plaanib lähetada oma tehnoloogia Kuule 2025. aastaks Euroopa kosmoseagentuuri kohapealse ressursikasutusmissiooni käigus.

Kui palju on Kuul hapnikku?

Kui inimkonnal tõesti õnnestub uus tehnoloogia Kuule saata, on inimeste käsutuses John Granti hinnangul üsna suur kogus hapnikku. Jättes kõrvale Kuu sügavamates kivimikihtides peituva hapniku, leidub Kuu regoliidi igas kuupmeetris keskmiselt 1,4 tonni mineraale, mille kaalust moodustab hapnik umbes 630 kilogrammi.

NASA andmetel vajab inimene ellujäämiseks ühes päevas umbes 800 grammi hapnikku. Nii hoiaks 630 kilogrammi hapnikku üht inimest elus umbes kaks aastat. Eeldades, et Kuu regoliit on umbes 10 meetri sügavune ja kogu sealne hapnik saadakse kätte, võimaldaks kogu Kuu pinnas kaheksal miljardil inimesel umbes 100 000 aastat Kuul ellu jääda.