La fotosíntesis artificial es clave para colonizar Marte y la Luna y un estudio muestra que es viable
Un último estudio publicado en Nature revela que es posible conseguir energía y oxígeno al mismo tiempo en el espacio aprovechando el Sol, utilizando un mecanismo similar al de la fotosíntesis.
Energéticamente hablando, producir oxígeno en el espacio es demasiado costoso, pero dispositivos fotoelectroquímicos suponen una oportunidad única. / Peppo / Getty Images
La solución para el establecimiento de las futuras colonias humanas en Marte y la Luna podría recaer en pequeños bloques que se encargarán de transformar la luz del Sol en oxígeno y energía eléctrica, justo como hacen las plantas aquí en la Tierra. Un nuevo estudio publicado en Nature y desarrollado por científicos de la universidad de Warwick, Reino Unido, muestra que es viable que en el espacio operen dispositivos fotoelectroquímicos que emulen el mecanismo de la fotosíntesis.
El oxígeno que se produce en hábitats espaciales como la Estación Espacial Internacional (ISS) se genera a través de un electrolizador de agua impulsado por energía fotovoltaica. Este proceso, indica el reporte, ocupa hasta un tercio del presupuesto energético de las naves espaciales. Actualmente, producir oxígeno en el espacio no se considera sustentable a largo plazo. Es necesario encontrar nuevas formas de producir el compuesto vital a través de otras fuentes de energía.
Una de las soluciones, apuntan los encargados del estudio, es el desarrollo de dispositivos fotoelectroquímicos (PEC, por sus siglas en inglés) que puedan absorber luz y utilizarla para transformar dióxido de carbono en oxígeno y producir al mismo tiempo energía eléctrica. Después de todo, algunos dispositivos o reactores PEC ya existen en laboratorios y se realizan experimentos con ellos. Entender e imitar el proceso de la fotosíntesis es una meta clara para hallar fuentes de energía limpia en la Tierra y será necesario para el futuro espacial, pero la tecnología PEC, de momento, no se ha llevado a entornos de microgravedad si ha sido sometida a radiación cósmica.
En el estudio, el equipo usó los datos recopilados por décadas sobre la radiación solar marciana y lunar para hacer los cálculos necesarios sobre estas mini plantas artificiales. Los científicos también ofrecieron algunas ideas sobre cómo operarían de mejor forma los dispositivos PEC en sitios con regololito o polvo pegajoso. También calcularon cuánta agua necesitarían las celdas para funcionar de manera estable y a largo plazo. El estudio concluye que, teóricamente hablando, sí es posible desarrollar tecnología fotoelectroquímica para ahorrar energía durante la siguiente época de exploración espacial lunar y marciana.
El reporte es solo el primer paso en la larga cadena de trabajo conjunto que supone un objetivo tecnológico como la fotosíntesis artificial espacial. Sin embargo, los investigadores especificaron cuáles son los siguientes pasos a seguir en su camino. Los futuros investigadores deberán analizar el rendimiento de los dispositivos PEC en entornos de bajas temperaturas, también tendrán que encontrar la forma de maximizar la producción de energía y oxigeno con unos hipotéticos concentradores solares y, finalmente, un equipo deberá realizar una evaluación ‘tecnoeconómica’ sobre cuál será el diseño más funcional y productivo para las misiones espaciales.
“Hemos demostrado que la aplicación de estos dispositivos podría ir más allá de la Tierra y contribuir potencialmente a la realización de la exploración espacial humana. Además, abre la posibilidad de explorar dispositivos fotoelectroquímicos también en otros entornos hostiles, como las regiones polares terrestres”, finaliza el estudio.
Mientras los ingenieros, físicos y astrónomos desarrollan tecnología para viajar a través del espacio, los biólogos y matemáticos continúan investigando el complejo y sofisticado mecanismo de la fotosíntesis. Hace poco, por ejemplo, se encontraron similitudes entre la forma en que se transfiere la energía dentro de las plantas y un estado cuántico conocido como condensado de Bose-Einstein.
