Os mineiros lunares ficaram particularmente entusiasmados esta semana, quando cientistas disseram ter encontrado evidências convincentes de gelo de água na superfície lunar. Há muito mais gelo lá do que pensávamos, e agora sabemos exatamente onde ele está. Isso poderia simplificar muito a futura extração de água.
Muito antes dessa descoberta, os cientistas estavam tentando encontrar qualquer água que pudesse estar se escondendo na superfície da lua. É um recurso que será extremamente valioso para futuras missões de longo prazo à Lua, já que a água é essencial para a vida aqui na Terra. Pode ser reciclado no habitat lunar ou usado para beber ou tomar banho. Além disso, com sua ajuda, seria possível cultivar as plantas necessárias para alimentar os futuros habitantes lunares.
Talvez o uso maior e mais imediato da água lunar seja no combustível de foguetes. Os principais componentes da água - hidrogênio e oxigênio - são dois dos materiais mais importantes usados para fazer combustível para foguetes. E se você produzir combustível para foguetes com a água da lua, seria ótimo economizar dinheiro em missões ambiciosas no espaço. Por enquanto, os foguetes que saem da Terra devem carregar todo o combustível de que precisam. Mas usando o gelo lunar, os foguetes poderiam ser reabastecidos no espaço e chegar a lugares mais distantes com menos dinheiro.
A água é melhor do que o óleo?
“A ideia é criar uma espécie de cadeia de abastecimento fora da Terra para certos produtos - em particular para a água como combustível - para tornar muito mais fácil mover-se de um corpo para outro no espaço”, diz Julie Brisset. Bolsista de pesquisa, Instituto Espacial da Flórida.
Entregar algo no espaço é sempre caro. Se você deseja que seu satélite escape da gravidade da Terra, precisará de muito combustível para colocá-lo em órbita. Na verdade, a maior parte do peso que um foguete carrega no lançamento vem do combustível. E quanto mais fundo você vai no espaço, mais combustível você precisa. Mais energia é necessária para romper com a gravidade do planeta. Portanto, as missões ao espaço profundo estão se tornando cada vez mais caras, porque um grande foguete é necessário e muito combustível é necessário.
Mas e se, em vez de consumir combustível na Terra, você pudesse encher o tanque com combustível que já está no espaço? Então, as missões no espaço profundo se tornariam tão mundanas quanto viajar de uma cidade para outra. “Imagine que você teve que deixar Denver e não havia postos de gasolina no caminho e você teve que transportar gás até Nova York”, diz George Sowers, professor da Escola de Minas do Colorado e ex-vice-presidente da United Launch. Aliança. “Você definitivamente não vai colocar tudo isso no carro. Teremos que levar um trailer. É por isso que a ideia do desenvolvimento lunar é tão excitante para a mente. A água na lua poderia ser extraída, transformada em combustível de foguete e transportada para a órbita circunlunar ou baixa. Os foguetes não precisam ser grandes para transportar todo o combustível. Eles poderiam simplesmente atracar em um posto de gasolina e reabastecer para viagens longas.
Vídeo promocional:
Transportar combustível da Lua para outros lugares no espaço será muito mais barato do que transportá-lo da Terra. Na Lua, um sexto da gravidade da Terra, o que significa que menos energia é necessária para sair da superfície. Sowers analisou recentemente o custo do transporte de combustível lunar para diferentes locais no espaço. Distribuir água lunar à órbita baixa da Terra, por exemplo, é mais barato do que enviá-la da Terra, embora nosso planeta esteja mais perto. “Se você usar este combustível em órbita baixa da Terra, a economia será de 20-30 por cento se você usar combustível lunar em vez de terrestre”, diz Sowers.
Os cientistas têm fantasiado em converter água lunar em combustível de foguete por décadas, desde que surgiram evidências da adequação dos pólos lunares para o desenvolvimento de gelo. Em 1994, um estudo conjunto da NASA e do exército americano chamado Clementine mostrou que existe água em crateras nos pólos lunares. Esses lugares nunca vêem a luz do Sol e nunca atingem temperaturas acima de -250 graus Fahrenheit. Desde então, várias missões à lua confirmaram que pode haver água na área. Em 2009, a NASA lançou a espaçonave LCROSS em uma cratera no pólo sul da lua para ver quais materiais o impacto ejetaria. Verificou-se que o descarte era de 5% de água.
No entanto, um estudo publicado esta semana no PNAS mostra que algumas áreas da lua podem estar submersas na água. Cientistas da Universidade do Havaí e da Universidade Brown analisaram dados coletados pela espaçonave Chandranayan 1 da Índia, que navegou para a lua em 2008. Usando um dos instrumentos da nave, eles foram capazes de mapear áreas de gelo na lua medindo a refletividade da água. Eles também examinaram esses lugares com luz infravermelha e determinaram que a água assumia a forma de gelo, e não líquida ou vapor. Eles não apenas confirmaram que o gelo de água está presente na superfície da lua, mas que algumas áreas da Terra são 20-30 por cento de gelo. Dependendo da profundidade do gelo sob a superfície, seria possível mapear onde os componentes do propelente seriam extraídos.
Um depósito de combustível em órbita baixa da Terra abre novas possibilidades para missões no espaço. Por exemplo, pode-se construir um rebocador espacial - um foguete que fica no espaço, reabastecendo continuamente e levando os satélites ao destino desejado. Agora, os satélites, que são lançados em órbita alta, levam de seis meses a um ano para subir lentamente mais alto usando motores a bordo. Durante esse tempo, eles não podem fazer seu trabalho e não trazem dinheiro. Mas com um rebocador espacial, os satélites poderiam ser implantados em órbitas mais baixas usando pequenos foguetes e, em seguida, usados pelo rebocador espacial para colocar os satélites na órbita desejada em apenas alguns dias. Isso economizaria dinheiro para os operadores de satélite: eles não teriam que lançar um grande foguete para levar sua carga ao espaço.e teriam mais tempo para trabalhar com o companheiro.
Então, sim, a água da lua é fria como combustível, mas não será fácil começar a minerá-la. Primeiro, você precisa fazer um amplo reconhecimento. Graças ao estudo PNAS, os cientistas criaram essencialmente um mapa que mostra onde procurar as áreas mais suculentas de gelo de água nos pólos lunares. A próxima etapa será enviar os módulos de pouso e rovers para encontrar os melhores locais. Os cientistas ainda não sabem se o gelo está na forma de lama misturada com gelo ou na forma de blocos sólidos misturados com outro material da superfície. “Nós sabemos projetar equipamentos de extração. Simplesmente não sabemos qual equipamento usar”, diz Metzger.
Uma ideia é cavar o solo lunar com uma escavadeira que envia o material para um processador. O processador separa o gelo do solo durante o processo de aquecimento e quebra a água em constituintes básicos usando eletricidade. Parte do combustível resultante é então usado para lançar o resto da água da Lua em um veículo para o depósito de combustível.
Claro, tudo isso vai custar caro. “Tudo se resume a uma análise de custos”, diz Metzger. "É mais barato lançar combustível de foguete da Terra ou é mais barato lançar equipamento ao espaço uma vez e então manter esse equipamento e usá-lo para criar combustível de foguete continuamente no espaço?" Com base na análise de Metzger, Brissé e Sowers, eles concluíram que levaria dez anos para investir na mineração na lua para lucrar. Mas como a mineração lunar é um negócio arriscado, os capitalistas de risco podem não querer se envolver ativamente neste negócio.
É por isso que a equipe sugere que a NASA deve co-financiar os primeiros desenvolvimentos de mineração. Assim, os investidores comerciais são mais propensos a firmar parcerias com agências de renome que podem arcar com alguns dos custos.
A NASA não fornecerá um serviço aos investidores: a agência espacial sugeriu que até 100 toneladas métricas de combustível podem ser necessárias a cada ano para abastecer espaçonaves que deixam a superfície lunar da base. Se tudo isso for lançado da Terra, exigirá cerca de US $ 3,5 bilhões por ano. A economia com a criação de combustível lunar tornará as missões à Lua e Marte mais baratas. “Missões a Marte seriam mais baratas, e tudo o que fazemos fora da Terra também”, diz Sowers. Por exemplo, usar combustível lunar para reabastecer foguetes reduziria o custo de voar da Terra para a Lua por um fator de três, disse Sowers. Isso é importante considerando que a NASA está prestes a realizar uma missão humana à lua novamente.
Ilya Khel
