Al
imitar cómo los asteroides convierten naturalmente el dióxido de carbono en
oxígeno molecular, los investigadores esperan que algún día las exhalaciones
humanas se conviertan en respiraciones de aire fresco.
Por
Korey Haynes
La
nave espacial Rosetta de la Agencia Espacial Europea observó material y gases,
incluido oxígeno, que brotaron de la superficie del cometa 67P /
Churyumov-Gerasimenko.
ESA
/ Rosetta / MPS para el equipo OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM
/ DASP / IDA
El
espacio es un lugar inhóspito. Por ahora, cuando los humanos se adentran en él
en cápsulas y estaciones espaciales, necesitan traer su propio aire y agua, y
prescindir de la gravedad, durante su estadía. En el futuro, si los humanos
quieren permanecer en el espacio a largo plazo, deberán encontrar una manera de
afrontar estas necesidades.
Afortunadamente,
lo esencial ya está ahí fuera. El agua es abundante en los asteroides. La
gravedad puede ser inducida con estaciones espaciales giratorias. Pero el
oxígeno puede ser difícil de conseguir en la forma que necesitamos. Como
elemento, es ubicuo. Pero los humanos necesitan oxígeno molecular, O2, para
respirar, y eso es mucho más escaso.
Una
nueva investigación de Caltech muestra que los cometas producen oxígeno por sí
mismos, y a partir de una sustancia mucho más frecuente en el sistema solar: el
dióxido de carbono. La sorprendente conversión, que ocurre naturalmente en los
cometas, podría proporcionar una forma para que los futuros del espacio puedan
crear aire respirable a partir de un gas que los humanos expulsan con cada
respiración, y que constituye la mayor parte de la delgada atmósfera de Marte.
Moléculas
aplastantes
Los
investigadores dirigidos por Konstantinos Giapis y su compañero postdoctoral
Yunxi Yao, querían averiguar por qué los científicos a veces ven la transmisión
de oxígeno molecular de algunos cometas, por ejemplo, el cometa 67P /
Churyumov-Gerasimenko, que fue orbitado y estudiado cuidadosamente por la nave
espacial Rosetta de 2014 a 2016.
Los
cometas pueden ser lugares ajetreados. Viajan a velocidades rápidas, y la
transición desde los fríos helados del sistema solar exterior a la luz solar
cálida a medida que se acercan al Sol puede provocar cambios dramáticos en sus
superficies. Uno de estos fenómenos ocurre cuando las moléculas de agua
(hidrógeno más oxígeno) se disparan a altas velocidades sobre otras superficies
que contienen oxígeno, como óxido o arena, ambas comunes en los cometas. La
reacción no es química sino física, ya que el hidrógeno se desprende y las
moléculas de oxígeno se unen en su lugar. Pero el agua no es la única molécula
que contiene oxígeno que se estrella contra las superficies de los cometas a
altas velocidades. Los investigadores de Caltech querían saber si el dióxido de
carbono podría producir el mismo resultado.
Aunque
el dióxido de carbono (CO2) ya tiene dos átomos de oxígeno, están dispuestos en
una línea con el átomo de carbono en el medio. Esto significa que la mayoría de
las veces se estrella en una superficie y la molécula se rompe, se astilla
completamente en C + O + O o se rompe en CO + O. Pero algo así como el 5 por
ciento de las veces, la molécula se doblará en un triángulo, conectando los dos
átomos de oxígeno. Este es un estado extraño y de alta energía para la
molécula, y no permanece así durante mucho tiempo, se rompe en pedazos más
pequeños casi de inmediato. Pero ahora, una de las posibilidades es el C + O2,
que produce oxígeno molecular, lo que los humanos necesitan para respirar.
Giapis
y Yao probaron esta interacción arrojando moléculas de dióxido de carbono en
una lámina de oro: el oro no tiene oxígeno propio para enturbiar los
resultados. Pero señalan que cualquier material funcionaría, siempre que el
dióxido de carbono lo impacte a una velocidad suficientemente alta. Publicaron
sus resultados el 24 de mayo en Nature Communications.
El
proceso aún es improbable, algo así como 65 veces de cada 10,000 colisiones, o
menos del 1 por ciento de las veces. Pero los investigadores tienen la
esperanza de que con más estudio y al modificar su técnica, algún día puedan
cultivar oxígeno, el combustible de la vida, a partir del dióxido de carbono,
el aliento inútil del ser humano.
Traducción
de:
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