Como a Terra, corpos planetários como a Lua, Marte, asteróides e cometas contêm depósitos substanciais de recursos valiosos. Isso chamou a atenção de pesquisadores e da indústria, com a esperança de um dia minerá-los para apoiar uma economia espacial.
Mas estabelecer qualquer tipo de indústria de mineração fora da Terra não será pouca coisa. Vejamos o que estamos enfrentando.
Utilização de recursos no local
Quando você pensa em mineração fora da Terra, pode imaginar extrair materiais de vários corpos no espaço e trazê-los de volta à Terra. Mas é improvável que este seja o primeiro exemplo comercialmente viável.
Se quiséssemos estabelecer uma presença humana permanente na Lua, como a NASA propôs, precisaríamos reabastecer os astronautas que vivem lá. Recursos como a água só podem ser reciclados até certo ponto.
Ao mesmo tempo, os recursos são extremamente caros para serem lançados da Terra. A partir de 2018, custava cerca de 3.645 dólares australianos para lançar um quilo de material na órbita baixa da Terra e mais para lançá-lo mais alto, ou na Lua. É provável que os materiais extraídos no espaço sejam usados no espaço, para ajudar a economizar nesses custos.
A colheita de materiais necessários no local é chamada de “utilização de recursos in situ”. Pode envolver qualquer coisa, desde a mineração de gelo até a coleta de solo para construir estruturas. A NASA está atualmente explorando a possibilidade de construir edifícios na Lua com impressão 3D.
A mineração no espaço também pode transformar o gerenciamento de satélites. A prática atual é desorbitar os satélites após 10 a 20 anos, quando eles ficam sem combustível. Um grande objetivo de empresas espaciais como a Orbit Fab é projetar um tipo de satélite que possa ser reabastecido usando propelente coletado no espaço.
Mesmo para satélites de órbita baixa da Terra, a energia necessária para alcançá-los da Lua é menor do que a necessária para alcançá-los da Terra.
Quais recursos existem?
Quando se trata de oportunidades de mineração fora da Terra, existem alguns recursos que são abundantes e valiosos. Alguns asteróides contêm grandes quantidades de metais do grupo ferro, níquel, ouro e platina, que podem ser usados para construção e eletrônicos.
O regolito lunar (rocha e solo) contém hélio-3, que pode se tornar um recurso valioso no futuro se a fusão nuclear se tornar viável e generalizada. A empresa britânica Metalysis desenvolveu um processo que pode extrair oxigênio do regolito lunar.
Espera-se que o gelo exista na superfície da Lua, em crateras permanentemente sombreadas perto de seus pólos. Também achamos que há gelo sob a superfície de Marte, asteroides e cometas. Isso poderia ser usado para sustentar a vida, ou ser dividido em oxigênio e hidrogênio e usado como propulsor.
Como iríamos minerar no espaço?
Minha tese de doutorado (Michael) envolveu testar como as técnicas de exploração operariam na Lua e em Marte. Nosso outro trabalho incluiu modelagem econômica para mineração de gelo em Marte e modelagem computacional sobre a estabilidade de túneis na Lua.
Algumas propostas para mineração fora da Terra são semelhantes à mineração na Terra. Por exemplo, poderíamos minerar regolito lunar com uma escavadeira de roda de caçamba ou minerar um asteroide usando uma máquina de perfuração de túneis.
Outras propostas são mais desconhecidas – como o uso de uma máquina semelhante a vácuo para puxar o regolito para cima de um tubo (que teve uso limitado em escavações na Terra).
Pesquisadores da University of New South Wales Sydney e da Australian National University propõem o uso da biomineração. Nisso, as bactérias introduzidas em um asteroide consumiriam certos minerais e produziriam um gás, que poderia ser colhido e coletado por uma sonda.
Enormes desafios persistem
Nosso trabalho no Centro Australiano de Pesquisa em Engenharia Espacial da UNSW envolve encontrar maneiras de reduzir os riscos em uma indústria de recursos espaciais. Escusado será dizer que existem muitos desafios técnicos e econômicos.
Os mesmos custos de lançamento que deixaram tantos ansiosos para começar a mineração fora da Terra também significam que levar equipamentos de mineração para o espaço é caro. As operações de mineração terão que ser tão leves quanto possível para serem rentáveis (ou mesmo viáveis).
Além disso, quanto mais longe algo está da Terra, mais tempo leva para alcançá-lo. Há um atraso de até 40 minutos ao enviar um comando para um rover de Marte e descobrir se ele foi bem-sucedido.
A Lua tem apenas um atraso de 2,7 segundos para comunicações e pode ser mais fácil de minerar remotamente. Objetos próximos da Terra também têm órbitas semelhantes à Terra e, ocasionalmente, passam pela Terra a distâncias comparáveis à da Lua. Eles são um candidato ideal para minerar, pois exigem pouca energia para alcançar e retornar.
A mineração fora da Terra precisaria ser principalmente automatizada ou controlada remotamente, dados os desafios adicionais de enviar humanos ao espaço ? como precisar de suporte à vida, evitar radiação e custos extras de lançamento.
No entanto, mesmo os sistemas de mineração na Terra ainda não são totalmente automatizados. A robótica precisará melhorar antes que os asteróides possam ser minerados.
Embora as naves espaciais tenham pousado em asteroides várias vezes e até recuperado amostras – que foram devolvidas a Woomera no sul da Austrália, durante as missões Hayabusa 1 e 2 – nossa taxa geral de sucesso para pousar em asteroides e cometas é baixa.
Em 2014, o módulo de pouso Philae enviado ao cometa 67P/Churyumov/Gerasimenko caiu em uma vala durante uma tentativa fracassada de pouso.
Outras propostas são mais desconhecidas – como o uso de uma máquina semelhante a vácuo para puxar o regolito para cima de um tubo (que teve uso limitado em escavações na Terra).
Pesquisadores da University of New South Wales Sydney e da Australian National University propõem o uso da biomineração. Nisso, as bactérias introduzidas em um asteroide consumiriam certos minerais e produziriam um gás, que poderia ser colhido e coletado por uma sonda.
Enormes desafios persistem
Nosso trabalho no Centro Australiano de Pesquisa em Engenharia Espacial da UNSW envolve encontrar maneiras de reduzir os riscos em uma indústria de recursos espaciais. Escusado será dizer que existem muitos desafios técnicos e econômicos.
Os mesmos custos de lançamento que deixaram tantos ansiosos para começar a mineração fora da Terra também significam que levar equipamentos de mineração para o espaço é caro. As operações de mineração terão que ser tão leves quanto possível para serem rentáveis (ou mesmo viáveis).
Além disso, quanto mais longe algo está da Terra, mais tempo leva para alcançá-lo. Há um atraso de até 40 minutos ao enviar um comando para um rover de Marte e descobrir se ele foi bem-sucedido.
A Lua tem apenas um atraso de 2,7 segundos para comunicações e pode ser mais fácil de minerar remotamente. Objetos próximos da Terra também têm órbitas semelhantes à Terra e, ocasionalmente, passam pela Terra a distâncias comparáveis à da Lua. Eles são um candidato ideal para minerar, pois exigem pouca energia para alcançar e retornar.
A mineração fora da Terra precisaria ser principalmente automatizada ou controlada remotamente, dados os desafios adicionais de enviar humanos ao espaço – como precisar de suporte à vida, evitar radiação e custos extras de lançamento.
No entanto, mesmo os sistemas de mineração na Terra ainda não são totalmente automatizados. A robótica precisará melhorar antes que os asteróides possam ser minerados.
Embora as naves espaciais tenham pousado em asteroides várias vezes e até recuperado amostras – que foram devolvidas a Woomera no sul da Austrália, durante as missões Hayabusa 1 e 2 – nossa taxa geral de sucesso para pousar em asteroides e cometas é baixa.
Em 2014, o módulo de pouso Philae enviado ao cometa 67P/Churyumov/Gerasimenko caiu em uma vala durante uma tentativa fracassada de pouso.
Há também considerações ambientais. A mineração no espaço pode ajudar a reduzir a quantidade de mineração necessária na Terra. Mas isso é se a mineração fora da Terra resultar em menos, e não mais, lançamentos de foguetes, ou se os recursos forem devolvidos e usados na Terra.
Embora coletar recursos no espaço possa significar não ter que lançá-los da Terra, mais lançamentos podem ocorrer inevitavelmente à medida que a economia espacial cresce.
Depois, há a questão de saber se as técnicas de mineração propostas funcionarão mesmo em ambientes espaciais. Diferentes corpos planetários têm diferentes atmosferas (ou nenhuma), gravidade, geologia e ambientes eletrostáticos (por exemplo, eles podem ter solo eletricamente carregado devido a partículas do Sol).
Como essas condições afetarão as operações fora da Terra ainda é amplamente desconhecida.
Mas o trabalho está em andamento
Embora ainda seja cedo, várias empresas estão desenvolvendo tecnologias para mineração fora da Terra, exploração de recursos espaciais e outros usos no espaço.
A Canadian Space Mining Corporation está desenvolvendo a infraestrutura necessária para sustentar a vida no espaço, incluindo geradores de oxigênio e outras máquinas.
A empresa norte-americana OffWorld está desenvolvendo robôs industriais para operações na Terra, na Lua, em asteroides e em Marte. E a Asteroid Mining Corporation também está trabalhando para estabelecer um mercado para recursos espaciais.
Publicado em 23/05/2022 11h24
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