แร่ธาตุในพื้นผิวดวงจันทร์กักเก็บออกซิเจนไว้มหาศาล นำมาสกัดให้คนทั้งโลกอยู่ต่างดาวได้เป็นแสนปี

แร่ธาตุในพื้นผิวดวงจันทร์กักเก็บออกซิเจนไว้มหาศาล นำมาสกัดให้คนทั้งโลกอยู่ต่างดาวได้เป็นแสนปี

พื้นผิวดวงจันทร์ประกอบด้วยก้อนหินและผงฝุ่นละเอียดที่เรียกว่า Regolith

พื้นผิวดวงจันทร์ประกอบด้วยก้อนหินและผงฝุ่นละเอียดที่เรียกว่า Regolith

แม้การส่งมนุษย์กลับไปเหยียบดวงจันทร์อีกครั้งตามโครงการอาร์ทิมิส (Artemis) ขององค์การนาซา มีอันต้องเลื่อนไปดำเนินการในปี 2025 แทนกำหนดเดิม เพราะปัญหาเรื่องงบประมาณ รวมทั้งคดีความกับบริษัทผู้ผลิตยานและอุปกรณ์ในโครงการ แต่ทีมนักวิทยาศาสตร์ของนาซาก็ยังคงคิดค้นพัฒนาเทคโนโลยีต่าง ๆ เพื่อการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดวงจันทร์ในระยะยาวต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง

ล่าสุด ดร. จอห์น แกรนท์ ผู้เชี่ยวชาญด้านปฐพีศาสตร์ (Soil science) จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นครอสส์ของออสเตรเลีย ได้เผยถึงความคืบหน้าในการค้นหาแหล่งออกซิเจนจากพื้นผิวของดวงจันทร์ว่า แร่ธาตุต่าง ๆ ในพื้นผิวดวงจันทร์ซึ่งประกอบด้วยก้อนหินและผงฝุ่นละเอียดที่เรียกว่า Regolith นั้น กักเก็บออกซิเจนเอาไว้ในปริมาณมหาศาล เพียงพอที่จะนำมาสกัดให้อยู่ในรูปของก๊าซ เพื่อให้ประชากรโลกทั้งหมดราว 8 พันล้านคนใช้หายใจและดำรงชีวิตในอาณานิคมต่างดาวได้ยาวนานถึงหนึ่งแสนปี

ดร. แกรนท์อธิบายถึงเรื่องดังกล่าวในบทความของเขาที่เผยแพร่ทางเว็บไซต์ The Conversation ว่าการที่ดวงจันทร์มีบรรยากาศห่อหุ้มเบาบาง ทั้งประกอบไปด้วยก๊าซไฮโดรเจน นีออน และอาร์กอน ซึ่งมนุษย์ไม่สามารถใช้หายใจได้เป็นส่วนใหญ่ ทำให้เป็นอุปสรรคใหญ่หลวงต่อการตั้งฐานที่มั่นหรืออาณานิคมนอกโลกเพื่อการอยู่อาศัยในระยะยาว

ภาพจำลองการสำรวจดวงจันทร์ของนาซาเพื่อตั้งถิ่นฐานนอกโลกในระยะยาว

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์พบว่าพื้นผิวชั้นบนหรือ Regolith ของดวงจันทร์ อุดมไปด้วยแร่ธาตุที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ ไม่ว่าจะเป็นซิลิกา อะลูมิเนียม เหล็ก หรือแมกนีเซียมออกไซด์ โดยคาดว่ามีออกซิเจนปะปนอยู่ในแร่ธาตุเหล่านี้มากถึง 45% ของทั้งหมด

หากเราสามารถสกัดเอาออกซิเจนจากพื้นผิวดวงจันทร์มาใช้ในรูปของก๊าซได้ นักวิทยาศาสตร์ประมาณการว่า Regolith 1 ลูกบาศก์เมตรจะมีแร่ธาตุที่เป็นประโยชน์ปะปนอยู่ราว 1.4 ตัน ในจำนวนนั้นยังรวมถึงออกซิเจน 630 กิโลกรัมด้วย ซึ่งออกซิเจนในปริมาณนี้เพียงพอให้มนุษย์หนึ่งคนใช้หายใจและมีชีวิตอยู่รอดได้นานกว่า 2 ปี หากยึดหลักการคำนวณว่าคนหนึ่งคนต้องการออกซิเจน 800 กรัม ในแต่ละวัน

ถ้าพื้นผิวชั้น Regolith ของดวงจันทร์มีความหนาโดยเฉลี่ยราว 10 เมตร และเราสามารถสกัดเอาออกซิเจนในนั้นทั้งหมดมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นั่นเท่ากับว่าเราจะได้ทรัพยากรสำคัญที่เพียงพอต่อการดำรงชีวิตของคนทั้งโลก ตลอดช่วงเวลายาวนานถึงหนึ่งแสนปี

รูปรอยเท้าบนดวงจันทร์

แต่แนวคิดนี้ยังคงมีปัญหาใหญ่ในทางปฏิบัติ เนื่องจากกระบวนการแยกสลายแร่ธาตุเพื่อสกัดเอาออกซิเจนนั้นต้องใช้พลังงานสูงมาก ตัวอย่างเช่นการแยกสารละลายด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) ซึ่งสามารถแยกแร่ธาตุและออกซิเจนในสารละลายออกจากกันได้นั้น ต้องใช้พลังงานความร้อนมหาศาลเพื่อเปลี่ยนแร่ธาตุที่เป็นของแข็งให้อยู่ในรูปของเหลวเสียก่อน จากนั้นยังต้องผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในของเหลวหรือสารละลาย เพื่อดึงให้ออกซิเจนแยกตัวออกมา

แม้เราอาจจะใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ในกระบวนการนี้ได้ แต่การนำเอาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมที่ใช้กันบนโลกไปติดตั้งและใช้งานบนดวงจันทร์นั้นไม่ง่ายเลย อย่างไรก็ตาม มีข่าวดีว่าบริษัทสตาร์ทอัพในเบลเยียมกำลังพัฒนาเตาปฏิกรณ์ 3 แบบ เพื่อใช้เร่งให้การสกัดออกซิเจนด้วยวิธี Electrolysis บนดวงจันทร์ สามารถจะเป็นไปได้โดยมีประสิทธิภาพสูง โดยจะส่งอุปกรณ์ต้นแบบไปทดสอบบนดวงจันทร์กับภารกิจ ISRU ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA)ในปี 2025