Helio-3, el combustible del futuro que impulsa el regreso a la Luna

La pregunta se plante¨® hace ya m¨¢s de medio siglo y vuelve a estar de actualidad ahora, cuando estadounidenses y chinos se preparan para regresar al ¨²nico sat¨¦lite natural de la Tierra. ?Por qu¨¦ volver? Las dos potencias lo hacen, eta vez, con la intenci¨®n de quedarse durante estancias m¨¢s largas que las breves visitas de los primeros astronautas en los 60 y 70. El inter¨¦s geopol¨ªtico en esta carrera es indiscutible.

Pero hay m¨¢s razones. Como siempre, el ansia, impl¨ªcita en la naturaleza humana, de llegar siempre un poco m¨¢s all¨¢. Es famoso el motivo que dio George Mallory para intentar la ascensi¨®n al Everest: ¡°Porque est¨¢ all¨ª¡±. Quiz¨¢ esa misma raz¨®n podr¨ªa justificar en parte la ¨¦pica de los primeros vuelos Apolo, pero hoy esa sensaci¨®n de aventura se ha evaporado para dejar paso a motivaciones m¨¢s prosaicas.

La Luna es un excelente laboratorio cient¨ªfico. Esa puede ser otra justificaci¨®n para los nuevos exploradores. Todav¨ªa quedan muchas inc¨®gnitas que despejar sobre su origen, su evoluci¨®n y con ella, la de las primeras ¨¦pocas del sistema solar. La ausencia de atm¨®sfera y de campo magn¨¦tico ofrece unas condiciones especial¨ªsimas para realizar observaciones astron¨®micas desde su superficie. Y la cara oculta ser¨ªa un lugar perfecto donde instalar radiotelescopios, a salvo de las perturbaciones electromagn¨¦ticas generadas en la Tierra. Claro que la simple curiosidad cient¨ªfica quiz¨¢ no justifique el enorme costo de la empresa.

Queda otra motivaci¨®n m¨¢s material: el inter¨¦s mercantil. ?Hay algo de valor en la Luna que la haga interesante comercialmente? Una respuesta obvia es agua. Por supuesto, en la mayor parte del sat¨¦lite su existencia ¡ªs¨®lida o l¨ªquida¡ª es imposible: en el vac¨ªo y con el calor del d¨ªa, cualquier placa de hielo se sublimar¨ªa y los gases escapar¨ªan al espacio.

El hielo en los cr¨¢teres oscuros

Pero en las regiones polares la situaci¨®n es diferente. Al contrario que en la Tierra, la ¨®rbita y el eje de la Luna est¨¢n muy poco inclinados con respecto a la ecl¨ªptica. All¨ª casi no existen estaciones. En los polos, los rayos del Sol inciden siempre muy tangenciales y no alcanzan el fondo de algunos cr¨¢teres profundos. Sumidos en una noche eterna, en ellos se registran temperaturas que nunca suben de los 150 grados bajo cero, suficiente para permitir la conservaci¨®n indefinida de hielo.

Varios experimentos han confirmado la existencia de hielo de agua. Algunos sat¨¦lites lo han detectado mediante el an¨¢lisis de neutrones originados por el bombardeo de los rayos c¨®smicos, un s¨ªntoma que apunta a la presencia de ¨¢tomos de hidr¨®geno embebidos en el regolito. No necesariamente como agua, sino tambi¨¦n como constituyentes de minerales hidratados. Otros han empleado la t¨¦cnica del ¡°radar biest¨¢tico¡±: enviar una se?al de radio que rebote en el fondo de esos cr¨¢teres para ser recogida en las grandes antenas de seguimiento en la Tierra. La distorsi¨®n que sufr¨ªan las ondas result¨® m¨¢s propia de superficies heladas que de terrenos rocosos.

Se estima que en la regi¨®n austral de la Luna hay unos 10.000 kil¨®metros cuadrados de zonas de sombra permanente. En ellas, el hielo no forma grandes extensiones como pistas de patinaje, sino que est¨¢ mezclado con el regolito en una especie de barro helado. En proporci¨®n, de cada metro c¨²bico de terreno podr¨ªa extraerse, en el mejor de los casos, el equivalente a una lata de refresco de agua.

Si alguna vez se obtiene agua lunar no ir¨¢ destinada ni al consumo humano ni a enviarla a la Tierra. Aun purificada, lo m¨¢s seguro es que tenga un sabor desagradable y, por otra parte, en nuestro planeta ya tenemos agua de sobra. Su verdadera utilidad ser¨¢ como materia prima para descomponerla en ox¨ªgeno e hidr¨®geno, que son una de las mezclas m¨¢s energ¨¦ticas en motores cohete. Es justo lo que consumir¨¢ la futura nave de alunizaje de Blue Origin (el proyecto de SpaceX, m¨¢s conservador, quemar¨¢ metano y ox¨ªgeno).

La producci¨®n de agua lunar en cantidades industriales exigir¨¢ instalaciones a gran escala, hoy por hoy dif¨ªciles de so?ar cuando la mera construcci¨®n de una modesta base permanente plantea tantos problemas. Pero alg¨²n d¨ªa la Luna se convierte en una especie de gasolinera espacial, esos cr¨¢teres oscuros pueden ser el terreno m¨¢s valioso en nuestro sistema solar.

Helio-3: el combustible del futuro

En nuestro sat¨¦lite hay otro elemento con enorme potencial econ¨®mico, el helio-3. Es un is¨®topo estable del helio que se forma en nuestra estrella y nos llega arrastrado por el viento solar. En la Tierra, el campo magn¨¦tico y la atm¨®sfera act¨²an como escudo, pero en la Luna esa protecci¨®n no existe y a lo largo de millones de a?os el helio-3 ha ido embebi¨¦ndose en el terreno. Todo nuestro sat¨¦lite es un posible yacimiento. Al menos, en teor¨ªa.

?Cu¨¢ndo helio-3 esconde la Luna? Algunos c¨¢lculos sugieren que entre uno y tres millones de toneladas, casi todo acumulado en las capas exteriores del regolito, as¨ª que su extracci¨®n ser¨ªa relativamente f¨¢cil.

En la Tierra, cantidades ¨ªnfimas de helio-3 permanecen atrapadas en las capas profundas del suelo, ocasionalmente escapan en las emisiones de algunos yacimientos de gas. La mayor parte se produce artificialmente en reactores nucleares, irradiando litio o como resultado de la desintegraci¨®n del tritio, un elemento utilizado en las bombas termonucleares. El progresivo desmantelamiento de esos arsenales ha reducido su disponibilidad.

El helio-3 se ha descrito como el combustible del futuro en las centrales de fusi¨®n. Su reacci¨®n con deuterio desprende enormes cantidades de energ¨ªa dando como desecho inofensivos ¨¢tomos de helio-4 sin emisi¨®n de radiaciones peligrosas. El santo grial de la energ¨ªa limpia.

Un elemento muy escaso

El helio-3 solo est¨¢ disponible en cantidades muy peque?as, apenas suficientes para algunos experimentos. Claro est¨¢, es muy caro: m¨¢s de 30.000 d¨®lares por gramo. El consumo mundial, limitado por la restringida oferta, es de poco m¨¢s de medio kilo al a?o. Se utiliza para construir equipos para la industria nuclear, en especial detectores de neutrones. Tambi¨¦n para alcanzar temperaturas muy bajas, del orden de unas d¨¦cimas de grado sobre el cero absoluto, de uso obligado en instrumentaci¨®n cu¨¢ntica. Y es cada d¨ªa m¨¢s utilizado en aplicaciones biom¨¦dicas de diagn¨®stico por imagen con equipos de resonancia magn¨¦tica y de espectroscopia de rayos X.

Los analistas estiman que existe una demanda potencial de helio-3 por valor de unos 400 millones de d¨®lares, un pastel no solo muy atractivo, sino que presenta una clara tendencia creciente. Esa sustancia puede ser escasa en nuestro planeta, pero con seguridad en la Luna hay yacimientos de f¨¢cil explotaci¨®n, ya que est¨¢ absorbido en las capas superiores del regolito. Lo que pod¨ªa parecer ciencia ficci¨®n hace diez a?os es ahora una oportunidad comercial real.

Varias empresas est¨¢n estudiando seriamente esa posibilidad. La ¨²ltima, Interlune, constituida hace poco en Seattle y que ya ha conseguido levantar capital riesgo por m¨¢s de 13 millones de d¨®lares. Entre sus fundadores, el astronauta Harrison Schmitt, el ¨²nico ge¨®logo que ha pisado la Luna y que, por lo tanto, tiene un conocimiento de primera mano sobre el tema. Acaba de cumplir 88 a?os.

Los directivos de Interlune estiman que el helio-3 es el ¨²nico producto lunar cuyo precio justifica su extracci¨®n y transporte hasta la Tierra. Para ello est¨¢n dise?ando un robot autom¨¢tico que en forma de prototipo ir¨¢ a nuestro sat¨¦lite en 2025. En esencia, se trata de una peque?a excavadora con un horno para calentar las muestras de roca hasta 600 grados, suficiente ¡ªesperan¡ª para provocar el desprendimiento del gas ocluido, que se recoger¨¢ en peque?as ampollas.

El robot, alimentado por c¨¦lulas fotoel¨¦ctricas, funcionar¨¢ durante las dos semanas que dura el d¨ªa lunar y se mantendr¨¢ en hibernaci¨®n durante la noche. Y as¨ª, durante un par de a?os. La t¨¦cnica que han desarrollado ¡ªpor supuesto, un secreto industrial¡ª solo pretende obtener muestras peque?as. Si tiene ¨¦xito, la explotaci¨®n comercial requerir¨¢ veh¨ªculos mayores, transportados por los cargueros StarShip de SpaceX.

En todo caso, enviar las ampollas de gas a la Tierra exigir¨¢ disponer de c¨¢psulas de retorno todav¨ªa inexistentes. Y con poca capacidad de carga, quiz¨¢ limitada a unos pocos kilos. A los precios actuales, suficiente para cubrir costes y dejar un atractivo beneficio.

?Y d¨®nde piensan empezar a cavar? Seg¨²n Schmitt, toda la Luna ofrece posibilidades, aunque hay regiones m¨¢s atractivas que otras. Su estudio de las muestras lunares y los datos recogidos por sat¨¦lites en ¨®rbita le ha ayudado seleccionar el lugar m¨¢s prometedor donde dibujar la ¡°X¡± como en un mapa del tesoro. Pero ese mapa es otro de los secretos celosamente guardados por los nuevos mineros del espacio.

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