Mặt trăng rất giàu oxy
Mặt trăng rất giàu oxy, song chúng không tồn tại dưới dạng khí mà bị kẹt trong regolith - lớp đất mặt, là một lớp đá và bụi mịn phủ toàn bộ bề mặt Mặt trăng.
Thành phần chính của Mặt Trăng cũng giống với những gì bạn đang thấy dưới chân mình trên Trái đất. Những khoáng chất như silica, nhôm, sắt hay magie oxit xuất hiện nhiều trên bề mặt Mặt Trăng, tất cả chúng đều chứa oxy, chỉ có điều không phải dạng mà phổi có thể xử lý được. Trên bề mặt của Mặt Trăng, các khoáng vật này tồn tại dưới nhiều dạng, bao gồm đá rắn, đá nhỏ, bụi mịn và sỏi. Đây là hệ quả tất yếu của các cú va chạm giữa Mặt Trăng và thiên thể bay tự do trong không gian.
Nhiều nhà nghiên cứu không muốn sử dụng từ “đất” để chỉ những vật chất phủ bề mặt Mặt Trăng, bởi lẽ trên Trái Đất, đất sinh ra từ hoạt động làm mủn lớp đất mặt của hàng sa số những vi sinh vật trong khoảng thời gian hàng triệu năm. Đất là một mạng lưới dày đặc các khoáng vật không tồn tại trong cấu trúc đá nguyên bản. Đất có quanh ta mang cấu trúc, tính chất hóa học và sinh học đặc biệt. Trong khi đó, vật chất phủ bề mặt Mặt Trăng chủ yếu là lớp đất mặt ở trạng thái nguyên bản.
Thành phần của lớp đất mặt Mặt Trăng chứa tới 45% oxy, tuy nhiên các phân tử oxy lại bám chặt với những khoáng chất đã nêu. Để bẻ gãy được những liên kết vững chắc này, con người cần đưa năng lượng vào tổ hợp chất. Đây là lúc các nhà khoa học ứng dụng phương pháp điện phân. Việc điện phân lớp đất mặt của Mặt Trăng sẽ tạo ra thành phần chính là oxy, bên cạnh đó những kim loại như nhôm sẽ là phụ phẩm. Các nhà khoa học sẽ cố gắng không bỏ phí bất cứ nguyên liệu nào có được sau quá trình điện phân. Quá trình này cần một lượng lớn năng lượng. Vì vậy, sẽ cần tới năng lượng Mặt trời hoặc những nguồn năng lượng khác có thể có trên Mặt Trăng.
Dây chuyền sản xuất oxy trên Mặt trăng sẽ yêu cầu những cỗ máy công nghiệp cỡ lớn. Các công nghệ cần cho quá trình này đều hiện hữu trên Trái Đất, thử thách lớn sẽ nằm ở việc vận chuyển chúng lên Mặt Trăng và cung cấp một nguồn năng lượng ổn định, dồi dào cho chúng hoạt động. Đầu năm 2021, startup Space Applications Services có trụ sở tại Bỉ công bố kế hoạch lắp ráp 3 lò phản ứng tạo oxy thông qua quá trình điện phân. Họ dự tính sẽ đưa công nghệ này lên Mặt Trăng thử nghiệm vào năm 2025.
Theo phỏng đoán, trữ lượng oxy chứa trong lớp đất mặt của Mặt Trăng rất lớn. Mỗi mét khối lớp đất mặt chứa trung bình 1,4 tấn khoáng chất, trong đó 630 kilogram là oxy. NASA ước tính con người cần 800 gram oxy/ngày để sống sót, vậy nên 630 kg oxy sẽ đủ cho một người sống trong khoảng 2 năm hoặc hơn.
Nếu lớp đất mặt của Mặt Trăng dày khoảng 10 mét, và ta có thể trích xuất toàn bộ lượng oxy có trong đó, thì vỏ Mặt Trăng chứa đủ lượng oxy cung cấp cho 8 tỷ người trong vòng 100.000 năm. Con số này còn phải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hiệu năng các dây chuyền, số lượng lớp đất mặt khai thác được… nhưng chỉ với một nửa con số ấn tượng đó, con người đã có thể xây dựng một căn cứ trên Mặt Trăng thịnh vượng trong nhiều thiên niên kỷ.
