L'autosufficienza è un termine incredibilmente ampio. Potremmo sostenere che sì, c'è acqua sulla Luna e che sì, ci sono modi fattibili per produrre l'elettricità richiesta in modi autosostenibili, ma la vera domanda è: ci sono aree sulla Luna che sarebbero vitali per entrambi a lo stesso tempo.
Vedete, il luogo più probabile in cui potrebbe esistere acqua superficiale o vicino al sottosuolo sulla Luna ed essere adatto per l'estrazione di massa sono le sue regioni polari, permanentemente scure. In effetti, l'astronave Chandrayaan-1 dell'ISRO (Indian Space Research Organisation) ha rilevato prove di acqua bloccata nei minerali di regolite lunari superficiali nella regione polare meridionale lunare, acqua che probabilmente proviene da asteroidi e impatti di comete che la incorporano nel profondo del nucleo lunare e rilasciati come acqua magmatica più vicina alla superficie. Qualsiasi acqua in forma libera in altre regioni della Luna esposta alla luce solare e alla radiazione solare sublimerebbe direttamente alla sua forma gassosa e con la ionizzazione perderebbe atomi di idrogeno, quindi mentre gli atomi di idrogeno e ossigeno potrebbero essere ancora presenti in una certa misura incorporati nella superficie minerali di strato, l'estrazione sarebbe probabilmente troppo elaborata lì.
Ma, ovunque trovassi la tua fonte d'acqua, avresti comunque bisogno di una grande quantità di elettricità per alimentare il tuo impianto di estrazione, in seguito usi l'elettrolisi per separare l'acqua molecolare nei suoi atomi costituenti e comprimerla in condizioni criogeniche nei loro liquidi diatomici che sono adatto come componente propellente, ossigeno liquido diatomico (o LOX) come ossidante, e raddoppia in quantità molecolare di idrogeno liquido diatomico (o LH2) rispetto al carburante per missili. Il problema con l'elettricità è che, a meno che tu non abbia portato il tuo e molto di te su di te per alimentare le tue piante, probabilmente vorrai usare sia l'energia solare, o attingere alla regolazione lunare incorporata helium-3 (o 3 He) e alimentare il tuo reattore a fusione di terza generazione Helium-3. Vedi ad esempio questa mia rispostaEsplorazione dello spazio su come ciò potrebbe essere fatto.
Quindi il principale enigma dello sfruttamento delle risorse lunari, per il momento, rimane trovare risorse d'acqua sufficienti e percorribili a sufficienza dove vi siano anche modi autosostenibili per generare l'elettricità richiesta. Un'opzione che mi viene in mente è quella di rimanere sull'equatore lunare più esposto ed estrarre isotopi di deuterio e idrogeno trizio, così come l'elio-3 dalla regolite lunare, tutti incorporati lì da Coronal Mass Ejections (CME). L'ossigeno richiesto potrebbe essere prodotto frantumando i minerali ossidati e lasciandoli sudare con la presenza di isotopi di idrogeno nell'acqua ionizzata, e l'elio-3 potrebbe essere usato come precedentemente menzionato per sostenere una reazione di fusione producendo elettricità necessaria per rompere successivamente le molecole d'acqua nei suoi atomi costituenti di idrogeno e ossigeno per elettrolisi.
Quanto di questi isotopi di idrogeno ed elio sono effettivamente incorporati nella regolite lunare e per quanto tempo questi depositi persistono in essa, possibilmente rimanendo lì per almeno un po 'a causa della carica statica della regolite mentre è bombardata dalla radiazione solare, questa è tuttavia una domanda completamente diversa e al momento non possiamo ancora rispondere. Lo studio dell'esosfera lunare e dell'ambiente in polvere è l'unico scopo del LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), che abbiamo appena lanciato lì. Sapremo tra circa un anno, se sarà in grado di fornire prove scientifiche conclusive per queste teorie che ho appena citato.