Uma equipe de cientistas na China propôs uma nova maneira de colher recursos úteis na lua.
Uma equipe de cientistas na China analisou rochas lunares recentemente coletadas pela missão Chang’e-5 do país – as primeiras rochas lunares que retornaram à Terra desde a última missão Apollo na década de 1970.
Experimentar as rochas da lua nova em um laboratório revelou que elas contêm materiais possivelmente úteis como catalisadores para produzir combustível e oxigênio na lua. A equipe propôs uma estratégia de como futuros exploradores lunares poderiam usar esses catalisadores para criar recursos críticos, em vez de empacotar esses suprimentos, uma maneira potencial de minimizar o custo da exploração espacial a longo prazo. Eles publicaram seus resultados na quinta-feira na revista Joule.
O fato de a equipe ter sido capaz de usar dados das novas rochas lunares e “fazer esse tipo de cálculo, acho muito impressionante”, diz Jeffrey Hoffman, ex-astronauta da NASA e professor de aeronáutica e astronáutica no MIT, que não estava envolvido com a pesquisa. No entanto, quando se trata de materiais e energia necessários para criar combustível e oxigênio, o estudo carece de estimativas completas de como o processo aumentaria, diz Hoffman.
O processo proposto requer água, carbono e catalisadores químicos retirados do solo lunar. Esses catalisadores ajudariam a dividir a água em hidrogênio e oxigênio. O dióxido de carbono e o hidrogênio, também com a ajuda de catalisadores, podem ser convertidos em um combustível de hidrocarboneto – metano ou metanol – para ser queimado com o oxigênio recém-fabricado.
Mas o carbono não está disponível na superfície lunar, então o plano da equipe exige coletá-lo do ar de uma cabine da tripulação. Esse processo, conhecido como captura de carbono, é difícil e consome muita energia – e uma tecnologia procurada para mitigar as mudanças climáticas. Questões de como os astronautas separariam o dióxido de carbono do ar e quanto eles podem adquirir ainda não foram abordadas, diz Hoffman. O processo também contaria com água e metais coletados do solo lunar, o que é outro desafio.
A equipe pretende usar a fotossíntese sintética para conduzir o processo, mas Hoffman não tem certeza de que um pequeno painel solar possa fornecer energia suficiente para criar combustível suficiente para algo como uma viagem de volta.
Hoffman foi um membro da equipe que trabalhou no experimento MOXIE, projetado para gerar oxigênio a partir do dióxido de carbono marciano, a bordo do rover Perseverance. O experimento MOXIE precisa de 300 watts de potência – o suficiente para operar um pequeno vácuo – “apenas para produzir alguns gramas de oxigênio por hora” a partir do dióxido de carbono na atmosfera, diz Hoffman. O resultado final é apenas algumas respirações de oxigênio.
O novo estudo lunar tem algumas ideias inteligentes, como usar o ciclo dia-noite da lua para aquecer e resfriar os reagentes e conduzir parte do processo, diz Julie Stopar, cientista planetária que estuda a superfície e a geologia da lua no Lunar and Planetary Instituto da Associação de Pesquisas Espaciais das Universidades. O desafio será “encontrar uma maneira de ampliar e torná-lo prático”, diz ela.
Para um sistema como esse funcionar na Lua com apenas recursos locais, os exploradores teriam que fornecer as proporções certas de matérias-primas e minimizar o desperdício no processo, diz ela. Em última análise, é um experimento de laboratório que precisa provar que pode ser dimensionado, o que pode levar várias revisões e adaptações para condições semelhantes à lua. A equipe assume que os astronautas podem obter a água necessária para esse processo nas regiões das crateras lunares envoltas em sombras permanentes.
“Ainda não temos verdades básicas”, diz Hoffman, sobre quanta água existe e quão acessível ela será. A água pode estar na forma de minerais hidratados, ou cristais de gelo, concentrados em grumos ou dispersos em depósitos inconvenientemente distantes uns dos outros, diz ele. A NASA prefere locais de pouso planos longe de crateras, que são perigosas – mas também o único lugar onde é provável que exista água em quantidades úteis.
Mesmo que exista água disponível, a colheita do gelo implicaria “uma operação de mineração em regiões muito, muito frias”, diz Hoffman: 40 a 60°C acima do zero absoluto. “No momento, não temos equipamentos que funcionem nessas temperaturas.”
O uso de recursos locais na Lua ou em Marte exigiria “um compromisso de longo prazo” da NASA, diz Stopar. Atualmente, a NASA ainda está nos estágios iniciais de descobrir projetos para esses projetos, diz ela.
Stopar acha que as agências espaciais poderiam começar com objetivos mais simples para materiais extraterrestres – por exemplo, construir abrigos de radiação na lua a partir do regolito lunar. Então essas agências poderiam demonstrar, em pequena escala, como processar o solo lunar para obter água. A mineração em outros mundos será muito desafiadora, mas a MOXIE já mostrou que é possível produzir combustível da atmosfera de Marte.
No curto prazo, a NASA pode enviar todo o oxigênio necessário para abastecer uma viagem de volta a Marte. Mas a agência literalmente “pagará o preço”, diz Hoffman. Será menos arriscado, embora exija alguns bilhões de dólares adicionais, para enviar combustível em vez de produzi-lo no Planeta Vermelho. No entanto, Hoffman está convencido de uma coisa: se a NASA vai ter um programa sustentado de exploração de Marte, mais cedo ou mais tarde os astronautas terão que começar a usar o que encontrarem longe da Terra.
Publicado em 15/05/2022 08h10
Artigo original:
Estudo original: