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Planos para mineração no espaço já existem, mas não será nada simples

Michael Dello-Iacovo e Serkan Saydam

The Conversation

05/06/2022 04h00

Assim como a Terra, corpos planetários como a Lua, Marte, asteroides e cometas contêm depósitos substanciais de recursos valiosos. Isso chamou a atenção tanto de pesquisadores quanto da indústria, na esperança de algum dia minerá-los como forma de apoio a uma economia espacial.

Mas a criação de qualquer tipo de indústria de mineração fora da Terra não será fácil. Vamos olhar para o que enfrentamos.

Utilização local de recursos

Quando se pensa em mineração fora da Terra, você poderia imaginar a extração de materiais de vários corpos no espaço e trazê-los para a Terra. Mas é improvável que este seja o primeiro exemplo comercialmente viável.

Se quisermos estabelecer uma presença humana permanente na Lua, como propõe a Nasa (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA), precisaríamos reabastecer os astronautas vivendo ali. Recursos como água só podem ser reciclados até certo ponto.

Ao mesmo tempo, recursos são extremamente caros para serem lançados da Terra. Em 2018, custava cerca de US$ 2.560 para lançamento de um quilo de material em órbita baixa da Terra, e mais para lançá-lo mais alto ou até a Lua. O mais provável é que materiais minerados no espaço sejam usados no espaço, para ajudar a economizar esses custos.

A coleta de materiais necessários no local é chamada de "utilização de recursos 'in situ' (no local)". Pode envolver qualquer coisa, de mineração de gelo a coleta de solo para construção de estruturas. A Nasa está atualmente explorando a possibilidade de construção de prédios na Lua com impressoras 3D.

A mineração no espaço também poderia transformar a gestão de satélites. A prática atual é retirar de órbita satélites após 10 a 20 anos, quando o combustível deles se esgota. Um objetivo elevado de empresas espaciais como a Orbit Fab é projetar um tipo de satélite que possa ser reabastecido usando propelentes coletados no espaço.

Até mesmo para satélites em órbita baixa da Terra, a energia necessária para se chegar a eles a partir da Lua é menor do que a necessária para se chegar a eles a partir da Terra.

Que recursos estão disponíveis lá fora?

Quando se trata de oportunidades de mineração fora da Terra, há poucos recursos que são tanto abundantes quanto valiosos. Alguns asteroides contêm vastas quantidades de ferro, níquel, ouro e metais do grupo da platina, que podem ser usados para construção e eletrônicos.

O regolito (rocha e solo) lunar contém hélio-3, que pode se tornar um recurso valioso no futuro caso a fusão nuclear se torne viável e disseminada. A empresa britânica Metalysis desenvolveu um processo que poderia extrair oxigênio a partir do regolito lunar.

Há uma expectativa de existência de gelo na superfície da Lua, nas crateras permanentemente sob sombras próximas de seus polos. Também pensamos que há gelo abaixo da superfície de Marte, em asteroides e cometas. Isso poderia ser usado para sustentar vida ou para ser decomposta em oxigênio e hidrogênio, então usados como propelente.

Como realizaríamos a mineração no espaço?

Minha tese (do Michael) de Ph.D. envolveu o teste de como as técnicas de exploração funcionariam na Lua e em Marte. Nosso outro trabalho incluiu modelos econômicos para mineração de gelo em Marte e modelos por computador sobre a estabilidade de túneis na Lua.

Algumas propostas para mineração fora da Terra são semelhantes à mineração na Terra. Por exemplo, poderíamos minerar o regolito lunar com uma escavadeira de roda de caçamba ou minerar um asteroide usando uma máquina perfuradora de túnel.

Outras propostas são menos familiares, como o uso de uma máquina semelhante a um aspirador para puxar o regolito por um tubo (que é usada de forma limitada em escavação na Terra).

Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW, na sigla em inglês) e da Universidade Nacional da Austrália propõem o uso de biomineração. Nesse processo, bactérias introduzidas em um asteroide consumiriam certos materiais e produziriam gás, que poderia então ser coletado por uma sonda.

Desafios imensos persistem

Nosso trabalho no Centro Australiano para Pesquisa de Engenharia Espacial da UNSW envolve encontrar formas de reduzir riscos em uma indústria de recursos espaciais. Não é preciso dizer, há muitos desafios técnicos e econômicos.

Os mesmos custos de lançamento que deixam tantos tão ansiosos para iniciar uma mineração fora da Terra também tornam caro levar equipamento de mineração para o espaço. Operações de mineração terão que ser o mais leve possível para apresentarem custo-benefício (ou mesmo para serem viáveis).

Além disso, quanto mais longe algo estiver da Terra, mais tempo levará para se chegar até lá. Há um "delay" (atraso) de até 40 minutos para o envio de um comando para uma sonda em Marte e descobrir se foi bem-sucedido ou não.

A Lua tem um "delay" de apenas 2,7 segundos para comunicações e pode ser mais fácil de ser minerada de forma remota. Objetos próximos da Terra também têm órbitas semelhantes à Terra e ocasionalmente passam pela Terra a distâncias comparáveis às da Lua. São candidatos ideais para mineração por exigirem pouca energia para se chegar lá e voltar.

A mineração fora da Terra precisaria ser em grande parte automatizada, ou controlada de forma remota, dados os desafios adicionais de envio de humanos ao espaço, como a necessidade de suporte à vida, evitar radiação e custos adicionais de lançamento.

Porém, nem mesmo os sistemas de mineração na Terra são plenamente automatizados. A robótica precisará melhorar antes que asteroides possam ser minerados.

Apesar de espaçonaves terem pousado em asteroides várias vezes e até mesmo coletado amostras, que foram trazidas para Woomera, Austrália do Sul, durante as missões Hayabusa 1 e 2, nossa taxa de sucesso de pouso em asteroides e cometas ainda é baixa.

Em 2014, a sonda Philae, enviada ao cometa 67P/Churyumov/Gerasimenko, famosamente caiu em uma vala em uma tentativa fracassada de pouso.

Também há considerações ambientais. A mineração no espaço pode ajudar a reduzir a quantidade de mineração necessária na Terra. Mas isso apenas se os resultados de mineração fora da Terra ocorrerem em menos, e não mais, lançamentos de foguetes, ou se os recursos puderem ser trazidos e usados na Terra.

Apesar de a coleta de recursos no espaço poder significar não ter que lançá-los da Terra, mais lançamentos poderão inevitavelmente ocorrer à medida que cresça a economia espacial.

E então há a questão sobre se as técnicas propostas de mineração funcionarão em ambientes espaciais. Diferentes corpos planetários apresentam atmosferas (ou nenhuma), gravidade, geologia e ambientes eletrostáticos diferentes (por exemplo, eles podem ter solo com carga elétrica devido às partículas do Sol).

Ainda não se sabe como essas condições afetarão as operações fora da Terra.

Mas o trabalho está em curso

Apesar de ainda em seus primórdios, várias empresas estão atualmente desenvolvendo tecnologias para mineração fora da Terra, exploração de recursos espaciais e para outros usos no espaço.

A Canadian Space Mining Corporation (corporação canadense de mineração especial) está desenvolvendo a infraestrutura necessária para suporte de vida no espaço, incluindo geradores de oxigênio e outros maquinários.

A empresa americana OffWorld está desenvolvendo robôs industriais para operações na Terra, Lua, asteroides e Marte. E a Asteroid Mining Corporation (corporação de mineração de asteroides) também está trabalhando para estabelecer um mercado para recursos espaciais.

Artigo escrito por:

  • Michael Dello-Iacovo, acadêmico casual, Universidade de Nova Gales do Sul, Sydney
  • Serkan Saydam, Mineração fora da Terra, Mineração no Futuro, Sistemas de Mineração, Universidade de Nova Gales do Sul, Sydney

Declaração informativa

  • Michael Dello-Iacovo é afiliado ao Partido da Justiça Animal e ao Institute Sentience (Instituto Senciência).
  • Serkan Saydam recebe financiamento da ARC, ACARP, CRC-P, ESA, Fundação Austrália-Coreia. Ele é afiliado à Universidade de Nova Gales do Sul, Sydney (Centro Australiano para Pesquisa de Engenharia Espacial) e à Escola de Engenharia de Recursos Minerais e Energia, à Comissão de Mecânica das Rochas Planetárias da Sociedade Internacional de Mecânica das Rocha, à Sociedade de Professores de Mineração e membro da AusIMM, membro da AeEe, Engenheiros da Austrália, Sociedade Australiana de Geomecânica e da AIAA.