מהאומדנים העכשוויים עולה שעשרת המטרים העליונים של רגולית הירח מכילים מספיק חמצן יסודי כדי ליצור מספיק O2 בשביל כל אדם בכדור הארץ למאה אלף השנים הבאות - די והותר להתיישבות על הירח!
כשמדובר בעתיד של חקר החלל, יש כמה פרקטיקות שחיוניות למתכנני משימות. הכי חשובה בהן היא הרעיון של שימוש במשאבים במקום (ISRU), הספקת מזון, מים, חומרי בניין ויסודות חיוניים אחרים תוך שימוש במשאבים מקומיים. וכשמדובר במשימות שיעדן הירח ומאדים בשנים הקרובות, היכולת לאסוף קרח, רגולית ויסודות אחרים קריטית להצלחת המשימה.
כהכנה למשימת ארטמיס, המתכננים של נאס"א מתמקדים במציאת הדרך המיטבית להפקת גז חמצן (O2) מכל החמצן היסודי שכלוא באבק פני הירח (שנקרא רגולית הירח). למעשה, מהאומדנים העכשוויים עולה שעשרת המטרים העליונים של רגולית הירח מכילים מספיק חמצן יסודי כדי ליצור מספיק O2 בשביל כל אדם בכדור הארץ למאה אלף השנים הבאות - די והותר להתיישבות על הירח!
לירח יש אמנם אטמוספרה מאוד דלילה המכילה חמצן יסודי, אבל היא כל כך קלושה שמדענים מאפיינים את הירח כ"גוף ללא אוויר". אבל בתוך רגולית הירח, האבקה הדקה והסלעים שמכסים את פני הירח, יש כמויות שופעות של חמצן בסלעי ורגולית הירח. האבק הדק הזה, שנקרא גם "אבק ירח", חודר לפני הירח והוא תוצאה של מיליארדי שנים של התנגשויות של מטאורים ושביטים.
לדברי ג'ון גרנט, מרצה למדעי הקרקע באוניברסיטת סאותרן קרוס, אוסטרליה, תכולת החמצן ברגולית הירח היא בערך 45%. אבל החמצן קשור במינרלים מחומצנים - במיוחד סיליקה, אלומיניום, ברזל ומגנזיום. ההרכב האיזוטופי של המינרלים האלה כמעט זהה למינרלים שבכדור הארץ, וזה הוביל לתאוריות שמערכת הארץ והירח נוצרה ביחד לפני מיליארדי שנים (השערת ההתנגשות הענקית).
אבל כדי שהאסטרונאוטים ותושבי הירח העתידיים יוכלו להשתמש בחמצן הזה, צריך להוציא אותו מכל הרגולית הזה, וזה מצריך כמות גדולה של אנרגיה כדי לנתק את הקשרים הכימיים. בכדור הארץ השימוש בתהליך הזה (שנקרא אלקטרוליזה) נפוץ בייצור מתכות, כשמפעילים זרם חשמלי על תחמוצות מותכות כדי להפריד את המינרלים מהחמצן.
במקרה הזה, גז החמצן מופק כתוצר לוואי כדי שאפשר יהיה להפיק מתכות בשביל בנייה וייצור. אבל על הירח, החמצן יהיה התוצר העיקרי ואילו את המתכות ישימו בצד כתוצר לוואי שאולי יהיה שימושי - קרוב לוודאי לבניית מגורים. כפי שהסביר גרנט במאמר שהתפרסם לאחרונה ב-The Conservation, התהליך פשוט אבל יש שתי בעיות גדולות בהתאמתו לחלל:
"הוא זולל אנרגיה. כדי להיות ישים, יהיה צורך לקיים אותו באמצעות אנרגיה סולרית או מקור אנרגיה אחר שזמין על הירח. הוצאת חמצן מרגולית תצריך גם ציוד תעשייתי רב. נצטרך תחילה להפוך תחמוצת מתכתית מוצקה לצורה נוזלית, על ידי שימוש בחום, או בחום יחד עם ממיסים או אלקטרוליטים. יש לנו את הטכנולוגיה לעשות זאת על הארץ, אבל שינוע הציוד הזה אל הירח - והפקת מספיק אנרגיה להפעיל אותו - זה יהיה אתגר עצום".