Los astronautas podrán respirar oxígeno gracias a la fotosíntesis artificial
Jueves 15 de
Junio 2023
¿Un dispositivo para respirar oxígeno en la Luna, Marte y más allá? Esto es lo que han conseguido los científicos. Facebook Twitter Whatsapp Copiar
Las futuras misiones espaciales podrían experimentar un cambio de juego importantísimo gracias un avance tecnológico revolucionario en el que un equipo de científicos está creando dispositivos de fotosíntesis artificial que los astronautas podrán utilizar en el futuro.
Si bien aquí en la Tierra, el oxígeno no es un problema, sí lo es fuera de ella. Una vez que salimos de los confines de nuestro mundo, ya sea a la 'cercana' Estación Espacial Internacional, la Luna o, nuestro siguiente objetivo, Marte, producir nuestro propio oxígeno es realmente una necesidad crítica.
¿Cómo vamos a respirar en Marte?
Pero hay un invento que puede marcar la diferencia de la exploración espacial. La mayor parte del oxígeno en lugares más o menos asiduos para la humanidad como la Estación Espacial Internacional (ISS), se obtiene a través de la electrólisis, un proceso químico que aprovecha la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Por otra parte, un sistema separado convierte el dióxido de carbono exhalado en agua y metano. Si bien no es un método negativo, requiere 1,5kW del presupuesto de energía de 4,6kW, esto es, más o menos un tercio de la energía total requerida para operar el Sistema de Soporte Vital y Control Ambiental (ECLSS) de la ISS. Es demasiado.
Ahorrar espacio y combustible es vital en nuestros desplazamientos espaciales. Pero, ¿y cuándo vayamos a Marte? ¿cómo respiraremos allí? Llevar oxígeno para los dos años de viaje de ida al planeta rojo supone demasiado espacio y recursos para un solo suministro. Hay que buscar una alternativa.
Fotosíntesis artificial
Por ello, el nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications describe con suficiente detalle lo que sucederá en estos revolucionarios dispositivos bajo la influencia de la luz solar. Hay una forma de proporcionar oxígeno, electricidad y combustible a las naves espaciales y las estaciones en la Luna y Marte sin tener que ocupar carga. La propuesta es extraer todo esto utilizando un solo dispositivo de pequeño tamaño capaz de realizar la fotosíntesis pero de manera artificial.
La investigación, en la que participaron equipos de la Universidad de Warwick, la Universidad de Bremen y la EPFL (Escuela Politécnica Federal de Lausana), proporcionó pruebas alentadoras. La investigación, apoyada por la Agencia Espacial Europea (ESA), indica que estos dispositivos podrían potencialmente operar no solo en la Luna sino también en el duro terreno de Marte.
“Encontrar formas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente de imitar partes de la atmósfera de la Tierra utilizando los recursos disponibles es un paso prometedor hacia nuestro objetivo de construir un ecosistema completo dentro de una caja”, explica Brigitte Lamaze, ingeniera de control ambiental y soporte vital de la ESA.
¿Cómo funcionan?
Al recubrir materiales semiconductores con catalizadores metálicos, estos sistemas de fotosíntesis artificial crean oxígeno a partir del agua y la luz solar, eludiendo efectivamente la necesidad de electricidad. Este proceso es similar a la fotosíntesis en las plantas y toma agua como entrada e involucra la separación de la recolección de luz y la producción química. Mientras que las plantas dependen de la clorofila para absorber la luz, el dispositivo propuesto utilizaría materiales semiconductores recubiertos con catalizadores metálicos que respaldan la reacción química deseada. Y según sus cálculos, la fotosíntesis artificial podría ser viable incluso en Marte, donde la luz del Sol llega de forma menos intensa que en la Tierra debido a la mayor distancia de este planeta con respecto a nuestra estrella.
"Quedan años de investigación intensiva antes de que podamos aprovechar esta tecnología en el espacio. Sin embargo, emular los aspectos cruciales de la fotosíntesis de la naturaleza podría ofrecernos algunas ventajas distintas. Nuestro estudio ha demostrado que los fundamentos teóricos son sólidos”, explicó Katharina Brinkert, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Warwick.
Si bien aquí en la Tierra, el oxígeno no es un problema, sí lo es fuera de ella. Una vez que salimos de los confines de nuestro mundo, ya sea a la 'cercana' Estación Espacial Internacional, la Luna o, nuestro siguiente objetivo, Marte, producir nuestro propio oxígeno es realmente una necesidad crítica.
¿Cómo vamos a respirar en Marte?
Pero hay un invento que puede marcar la diferencia de la exploración espacial. La mayor parte del oxígeno en lugares más o menos asiduos para la humanidad como la Estación Espacial Internacional (ISS), se obtiene a través de la electrólisis, un proceso químico que aprovecha la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Por otra parte, un sistema separado convierte el dióxido de carbono exhalado en agua y metano. Si bien no es un método negativo, requiere 1,5kW del presupuesto de energía de 4,6kW, esto es, más o menos un tercio de la energía total requerida para operar el Sistema de Soporte Vital y Control Ambiental (ECLSS) de la ISS. Es demasiado.
Ahorrar espacio y combustible es vital en nuestros desplazamientos espaciales. Pero, ¿y cuándo vayamos a Marte? ¿cómo respiraremos allí? Llevar oxígeno para los dos años de viaje de ida al planeta rojo supone demasiado espacio y recursos para un solo suministro. Hay que buscar una alternativa.
Fotosíntesis artificial
Por ello, el nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications describe con suficiente detalle lo que sucederá en estos revolucionarios dispositivos bajo la influencia de la luz solar. Hay una forma de proporcionar oxígeno, electricidad y combustible a las naves espaciales y las estaciones en la Luna y Marte sin tener que ocupar carga. La propuesta es extraer todo esto utilizando un solo dispositivo de pequeño tamaño capaz de realizar la fotosíntesis pero de manera artificial.
La investigación, en la que participaron equipos de la Universidad de Warwick, la Universidad de Bremen y la EPFL (Escuela Politécnica Federal de Lausana), proporcionó pruebas alentadoras. La investigación, apoyada por la Agencia Espacial Europea (ESA), indica que estos dispositivos podrían potencialmente operar no solo en la Luna sino también en el duro terreno de Marte.
“Encontrar formas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente de imitar partes de la atmósfera de la Tierra utilizando los recursos disponibles es un paso prometedor hacia nuestro objetivo de construir un ecosistema completo dentro de una caja”, explica Brigitte Lamaze, ingeniera de control ambiental y soporte vital de la ESA.
¿Cómo funcionan?
Al recubrir materiales semiconductores con catalizadores metálicos, estos sistemas de fotosíntesis artificial crean oxígeno a partir del agua y la luz solar, eludiendo efectivamente la necesidad de electricidad. Este proceso es similar a la fotosíntesis en las plantas y toma agua como entrada e involucra la separación de la recolección de luz y la producción química. Mientras que las plantas dependen de la clorofila para absorber la luz, el dispositivo propuesto utilizaría materiales semiconductores recubiertos con catalizadores metálicos que respaldan la reacción química deseada. Y según sus cálculos, la fotosíntesis artificial podría ser viable incluso en Marte, donde la luz del Sol llega de forma menos intensa que en la Tierra debido a la mayor distancia de este planeta con respecto a nuestra estrella.
"Quedan años de investigación intensiva antes de que podamos aprovechar esta tecnología en el espacio. Sin embargo, emular los aspectos cruciales de la fotosíntesis de la naturaleza podría ofrecernos algunas ventajas distintas. Nuestro estudio ha demostrado que los fundamentos teóricos son sólidos”, explicó Katharina Brinkert, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Warwick.
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