Investigadores da NASA propõem a utilização de algas para produzir alimentos e oxigénio na Lua
Os astronautas que exploram a Lua vão precisar de toda a ajuda possível e os cientistas têm despendido muito tempo e muito dinheiro na conceção de diferentes sistemas para o fazer.
Duas das necessidades críticas de qualquer missão lunar a longo prazo são a comida e o oxigénio, ambos caros de transportar da Terra para a Lua. Assim, uma equipa de investigação da Universidade Técnica de Munique dedicou algum do seu tempo a analisar a eficácia da utilização de recursos lunares locais para construir um fotobiorreator (PBR), cujos resultados foram recentemente publicados.
Fotobiorreator e algas: será esta a solução?
O conceito dos PBRs é bastante simples - encerrar algum tipo de sistema biológico, como as algas, fornecer-lhe a matéria-prima de que necessita para viver, como o dióxido de carbono e a água, e recolher os produtos “residuais” resultantes, como o oxigénio e as próprias algas.
A natureza tem uma forma de otimizar os seus processos, pelo que, dependendo da conceção do PBR e, especialmente, da escolha das algas, podem ser extremamente eficazes na criação desses produtos úteis com muito poucos resíduos.
No entanto, não são tão bons a fazê-lo na superfície lunar, razão pela qual teriam de ser encerrados num sistema protegido do ambiente lunar, o que inclui a luz solar direta, uma vez que a radiação que a acompanha mataria os organismos vivos no interior do reator. A recolha dos materiais necessários para construir esse sistema de proteção é o ponto central do documento.
Foram considerados dois tipos diferentes de PBR - um elevador de ar “tubular” e um elevador de ar de “painel plano” (FPA). A variedade FPA era mais eficiente, mas exigia mais manutenção do que a sua congénere tubular. A construção de qualquer uma das variedades resultaria numa poupança de custos de pelo menos alguns milhões de dólares por sistema, assumindo um custo de lançamento de 100.000 dólares/kg para a Lua. Para o sistema tubular, poderia ser ainda mais, com algumas estimativas que vão até aos 50 milhões de dólares em poupanças, construindo-o a partir de recursos locais.
Os recursos lunares, apesar de abundantes, não são suficientes
Os recursos para a maior parte dos materiais estruturais já são abundantes na Lua, e já se trabalhou bastante no fabrico dos metais a partir do regolito lunar que seriam necessários para construir a estrutura da base. No entanto, as algas no interior do PBR necessitam de luz, e esta tem de vir ou da iluminação interna, que consome muita energia e requer componentes avançados como os LED, ou pode vir do sol, o que exigiria um vidro transparente em pelo menos parte da estrutura exterior. Até agora, ninguém conseguiu criar vidro transparente a partir de recursos lunares, embora essa seja uma área de investigação em curso.
Os LEDs são um exemplo de outro componente necessário que é muito mais difícil de produzir localmente - a eletrónica e, a par disso, os plásticos, tais como os o-rings de vedação ou os rodapés para montagens de placas de circuito impresso. A investigação sobre a forma de produzir plástico na Lua também está em curso, mas ainda está muito longe de ser utilizada numa missão.
No entanto, as próprias algas nos PBRs poderiam ser usadas como matéria-prima biológica para o plástico, embora isso ainda exigisse pelo menos uma semente inicial da Terra para dar início ao processo. O fósforo é outro elemento crítico da vida que precisa de ser de alguma forma recolhido na Lua para que haja uma presença biológica a longo prazo.
Infelizmente, o carbono, um dos principais ingredientes dos plásticos, é relativamente raro na Lua, tal como os elementos críticos para a sobrevivência a longo prazo das algas, como o azoto e o cloro. Para garantir que nenhum desses materiais preciosos é desperdiçado, os autores sugerem a reciclagem das águas residuais dos astronautas, que também conterão pelo menos alguns desses elementos, como forma de “fechar o ciclo”.
Estes fotobiorreatores não podem ser já integrados
No entanto, há muitos desafios a ultrapassar para que os PBRs possam ser integrados como um componente crítico de qualquer missão lunar a longo prazo. Os próprios autores sugerem uma abordagem híbrida que utilize métodos mais tradicionais de utilização de recursos in-situ (ISRU), como a eletrólise do regolito fundido, para a produção de oxigénio, ao mesmo tempo que utiliza os PBRs para a sua combinação de produção de alimentos com a produção de oxigénio.
Ambas as tecnologias são úteis e acabarão por encontrar o seu lugar numa colónia lunar. Até lá, no entanto, continuará a investigação sobre a melhor forma de tirar o máximo partido dos recursos lunares a que podemos aceder e, sem dúvida, veremos até lá alguns designs melhorados de PBRs, vidro derivado da Lua e até métodos de colheita de algas.
Referência da notícia
Lina Salman, Francisco J. Guerrero-Gonzalez, Richard Ubiennyh, Gisela Detrell, Philipp Reiss. In-situ manufacturing of photobioreactors on the Moon using local resources. Acta Astronautica (2025).