Samowystarczalność jest niezwykle szerokim pojęciem. Możemy argumentować, że tak, na Księżycu jest woda i że tak, istnieją realne sposoby na wytwarzanie wymaganej energii elektrycznej w sposób samowystarczalny, ale prawdziwe pytanie brzmi, czy istnieją obszary na Księżycu, które byłyby opłacalne dla obu o tym samym czasie.
Widzisz, najbardziej prawdopodobnym miejscem, w którym na Księżycu mogłyby istnieć wody powierzchniowe lub podpowierzchniowe i nadające się do masowej ekstrakcji, są jej polarne, trwale ciemne obszary. Rzeczywiście, statek kosmiczny Chandrayaan-1 ISRO (Indian Space Research Organisation) wykrył dowody na obecność wody uwięzionej w powierzchniowych minerałach księżycowego regolitu w księżycowym południowym regionie polarnym, woda, która prawdopodobnie pochodzi z uderzenia asteroidy i komety, zatapiając ją głęboko w rdzeniu księżycowym i uwalniając jako magmowa woda bliżej powierzchni. Jakakolwiek woda w dowolnej formie w innych regionach Księżyca, które są narażone na działanie promieni słonecznych i promieniowania słonecznego, sublimują bezpośrednio do swojej formy gazowej, a przy jonizacji tracą atomy wodoru, a więc atomy wodoru i tlenu mogą nadal być w pewnym stopniu osadzone w powierzchni minerały warstwowe, wydobycie byłoby tam prawdopodobnie zbyt skomplikowane.
Ale gdziekolwiek znajdziesz swoje źródło wody, nadal będziesz potrzebować dużej ilości energii elektrycznej, aby zasilić instalację wydobywczą, a następnie użyj elektrolizy, aby rozdzielić wodę cząsteczkową na jej atomy składowe i sprasować ją w warunkach kriogenicznych do ich płynów dwuatomowych, które są odpowiedni jako komponenty pędne, ciekły tlen okrzemkowy (lub LOX) jako utleniacz i dwukrotnie więcej w cząsteczkowej ilości ciekłego wodoru okrzemkowego (lub LH2) jako paliwo rakietowe. Problem z elektrycznością polega na tym, że jeśli nie przyniesiesz własnego i dużej ilości energii do zasilania swoich roślin, prawdopodobnie zechcesz użyć energii słonecznej lub skorzystać z regolitu księżycowego osadzonego w helu-3 (lub 3 He) i zasilaj reaktor fuzyjny helu 3 trzeciej generacji. Zobacz na przykład moją odpowiedź naEksploracja kosmosu, w jaki sposób można to zrobić.
Na razie głównym problemem związanym z eksploatacją zasobów Księżyca jest znalezienie wystarczających i wykonalnych zasobów wody, w których istnieją również samowystarczalne sposoby wytwarzania wymaganej energii elektrycznej. Jedną z opcji, o której mogę myśleć, jest pozostawanie na najbardziej narażonym na równik księżycowy Słońca i wydobywanie izotopów wodoru deuteru i trytu, a także helu-3 z regolitu księżycowego, wszystkie osadzone tam z Coronal Mass Ejections (CME). Wymagany tlen można wytworzyć przez zmiażdżenie utlenionych minerałów i umożliwienie im pocenia się w obecności izotopów wodoru w wodzie jonizowanej, a hel-3 można wykorzystać, jak wspomniano wcześniej, do podtrzymania reakcji syntezy jądrowej, wytwarzając niezbędną energię elektryczną, aby później rozbić cząsteczki wody na składowe atomy wodoru i tlenu przez elektrolizę.
Ile izotopów wodoru i helu jest faktycznie osadzonych w księżycowym regolicie i jak długo te złoża utrzymują się w nim, prawdopodobnie pozostając tam przez co najmniej pewien czas z powodu ładunku statycznego regolitu, który jest bombardowany przez promieniowanie słoneczne, jest to jednak zupełnie inne pytanie, na które obecnie nie możemy jeszcze odpowiedzieć. Badanie środowiska egzosfery i pyłu Księżyca jest jedynym celem LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), który ledwo tam uruchomiliśmy. Mniej więcej za rok dowiemy się, czy będzie w stanie dostarczyć jednoznaczne dowody naukowe na te teorie, o których właśnie wspomniałem.