Mineração de asteroides: o que os asteroides do tipo C podem realmente oferecer

Há alguns anos, a mineração de asteroides esteve no centro das atenções. Com o crescimento acelerado do sector espacial comercial, a ideia de transformar o espaço num novo “mercado” parecia prestes a tornar-se realidade.

Na prática, falava-se de plataformas e naves capazes de fazer rendez-vous com Asteroides Próximos da Terra (NEAs), extrair materiais no local e depois transportar essa matéria-prima para fundições instaladas no espaço - um cenário que, em ambição, competia com a perspectiva de enviar equipas comerciais para Marte.

Com o tempo, e após muita especulação, várias iniciativas falharam e alguns projectos desapareceram. A maioria destes planos acabou por ser adiada, à espera de tecnologia mais madura e de outros marcos essenciais antes de se dar o passo seguinte.

Ainda assim, o ideal da mineração de asteroides e o futuro de pós-escassez que tantas vezes lhe é associado continua vivo. Para lá de infra-estruturas e desenvolvimento técnico, há um requisito básico: conhecer com rigor a composição química dos pequenos asteroides.

Um estudo sobre asteroides do tipo C (carbonáceos) e o seu potencial como recurso

Num estudo recente, uma equipa liderada por investigadores do Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) analisou amostras de asteroides do tipo C (ricos em carbono), que representam cerca de 75% dos asteroides conhecidos. As conclusões sugerem que estes corpos poderão ser uma fonte determinante de matérias-primas, abrindo portas a oportunidades futuras de exploração de recursos.

A equipa foi liderada pelo Dr. Josep M. Trigo-Rodríguez, físico teórico do Institute of Space Sciences (ICE) e do Catalonian Institute of Space Studies (IEEC), em Barcelona. Participaram ainda o doutorando Pau Grèbol-Tomàs (também do ICE e IEEC), o Dr. Jordi Ibanez-Insa (Geosciences Barcelona), o Prof. Jacinto Alonso-Azcárate (Universidad de Castilla-La Mancha) e a Prof.ª Maria Gritsevich (University of Helsinki e Institute of Physics and Technology, Ural Federal University).

O trabalho é descrito num artigo que será publicado a 2 de Janeiro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Porque é que os condritos carbonáceos são tão valiosos - e tão difíceis de estudar

Os condritos carbonáceos (condritos C) caem na Terra com regularidade, mas raramente são recuperados para estudo científico. Para além de constituírem apenas cerca de 5% de todos os meteoritos, a sua fragilidade faz com que muitas amostras se fragmentem e se percam. Até hoje, a maior parte das amostras recuperadas foi encontrada em regiões desérticas, como o Saara e a Antárctida.

O grupo de investigação de Asteroides, Cometas e Meteoritos do ICE-CSIC, liderado por Trigo-Rodríguez, estuda as propriedades físico-químicas de asteroides e cometas e funciona também como repositório internacional da colecção de meteoritos antárcticos da NASA.

Como a equipa determinou a composição química: amostragem e espectrometria de massa

Neste estudo, o grupo seleccionou e caracterizou amostras de asteroides, que foram depois analisadas pelo Professor Jacinto Alonso-Azcárate, na Universidad de Castilla-La Mancha, recorrendo a espectrometria de massa.

Este procedimento permitiu identificar com precisão a composição química das seis classes mais comuns de condritos C, oferecendo informação útil para avaliar até que ponto a extracção de recursos poderá ser viável no futuro. Numa nota divulgada pelo CSIC (Conselho Superior de Investigações Científicas), Trigo-Rodríguez sublinhou:

“O interesse científico de cada um destes meteoritos é que amostram pequenos asteroides não diferenciados e fornecem informação valiosa sobre a composição química e a história evolutiva dos corpos de que provêm.”

“No ICE-CSIC e no IEEC, especializamo-nos em desenvolver experiências para compreender melhor as propriedades destes asteroides e de que forma os processos físicos que ocorrem no espaço afectam a sua natureza e mineralogia. O trabalho agora publicado é o culminar desse esforço de equipa.”

O que se sabe (e o que ainda falta saber) sobre a diversidade dos asteroides

Saber quanta matéria e que tipo de matéria existe nos asteroides é crucial, porque estes corpos são altamente heterogéneos. Embora seja comum agrupá-los em três grandes categorias - tipo C (carbonáceos), tipo M (metálicos) e tipo S (silicáceos) - também são classificados com base em características espectrais e na órbita.

Acresce que os asteroides são, em grande medida, materiais remanescentes da formação do Sistema Solar e foram profundamente moldados por uma história evolutiva longa (cerca de 4,5 mil milhões de anos). Por isso, determinar a sua composição exacta é essencial para perceber onde é mais provável encontrar recursos distintos (como água, minérios, entre outros).

Viabilidade da extracção: limites, alvos promissores e o papel da água

De acordo com os resultados obtidos, minerar asteroides não diferenciados (considerados os progenitores dos meteoritos condríticos) está longe de ser viável. Ainda assim, o estudo identificou um tipo de asteroide com abundância de bandas de olivina e espinela como um possível alvo para operações de mineração.

A equipa salientou também que devem ser priorizados asteroides ricos em água, com elevadas concentrações de minerais hidratados. Ao mesmo tempo, reforçaram a necessidade de mais missões de regresso de amostras para confirmar a identidade dos corpos progenitores antes de a mineração se tornar realidade. Trigo-Rodríguez acrescentou:

“A par do avanço representado pelas missões de regresso de amostras, são mesmo necessárias empresas capazes de dar passos decisivos no desenvolvimento tecnológico indispensável para extrair e recolher estes materiais em condições de baixa gravidade. O processamento destes materiais e os resíduos gerados teriam também um impacto significativo, que deve ser quantificado e devidamente mitigado.”

Segundo os autores, isto exigirá sistemas de recolha à escala industrial e métodos robustos de extracção de recursos em microgravidade.

Para determinados asteroides carbonáceos ricos em água, a extracção de água para reutilização pode ser mais realista - seja como combustível, seja como recurso central para a exploração de outros mundos, afirmou Trigo-Rodríguez.

A equipa chamou ainda a atenção para um benefício adicional: conhecer melhor certos objectos que, um dia, poderão representar uma ameaça existencial. A longo prazo, a humanidade poderia até minerar e reduzir o tamanho de asteroides potencialmente perigosos, eliminando o risco. Grèbol-Tomàs complementou:

“Estudar e seleccionar estes tipos de meteoritos na nossa sala limpa com outras técnicas analíticas é fascinante, sobretudo pela diversidade de minerais e de elementos químicos que contêm. No entanto, a maioria dos asteroides tem abundâncias relativamente pequenas de elementos preciosos e, por isso, o objectivo do nosso estudo tem sido perceber até que ponto a sua extracção seria viável.”

“Parece ficção científica, mas também parecia ficção científica quando começaram a ser planeadas as primeiras missões de regresso de amostras, há trinta anos.”

Porque a mineração de asteroides continua a atrair interesse

Mesmo com um arrefecimento do entusiasmo público na última década, os ganhos potenciais da mineração de asteroides continuam enormes - razão pela qual o tema ganhou tanta tracção nos últimos dez anos. Além de metais valiosos, muitos asteroides contêm gelo de água, que pode ser usado para fabricar combustível para missões de espaço profundo e para disponibilizar água destinada a consumo e à irrigação de culturas.

Isto reduziria a dependência de missões de reabastecimento a partir da Terra e permitiria que missões robóticas e tripuladas atingissem níveis mais elevados de auto-suficiência. Ao deslocar mineração e fabrico para o espaço cislunar e para o Cinturão Principal de Asteroides, a humanidade também poderia diminuir o impacto ambiental que estas indústrias têm no nosso planeta.

Missões, indústria e o próximo passo: da ciência para a exploração

Embora a atenção mediática tenha diminuído, há hoje múltiplas iniciativas a pesquisar e a desenvolver a tecnologia necessária. Em paralelo, agências espaciais como a NASA e a JAXA realizaram missões de regresso de amostras que revelaram muito sobre a riqueza científica e material que os asteroides podem conter.

Num futuro próximo, a missão chinesa Tianwen-2 deverá encontrar-se com um NEA e com um cometa do Cinturão Principal de Asteroides. Mesmo que faltem muitas décadas (ou mais) até existir uma indústria madura de recursos espaciais, há já quem esteja a preparar-se para entrar desde o início.

Dois desafios adicionais: regras internacionais e sustentabilidade operacional

Um aspecto que costuma ser subestimado é o enquadramento jurídico e de governação. Para que a mineração de asteroides evolua de experiências pontuais para actividades regulares, será inevitável clarificar licenças, responsabilidade por operações e compatibilidade com o Tratado do Espaço Exterior, bem como definir práticas transparentes para evitar conflitos de utilização e garantir partilha de dados científicos relevantes.

Também a sustentabilidade operacional terá de ser tratada desde cedo: desde a gestão de detritos e rejeitados do processamento até à segurança de operações em microgravidade e à mitigação de riscos para satélites e infra-estruturas em órbita. Medir e reduzir esses impactos será tão importante quanto demonstrar que a extracção é tecnicamente possível.

Leitura adicional: CSIC, MNRAS

Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.