Mineração de asteroides: estudo do ICE-CSIC sobre asteroides do tipo C publicado na MNRAS

Há alguns anos, a mineração de asteroides esteve no centro das atenções. Com o setor espacial comercial a crescer rapidamente, a ideia de levar a exploração do espaço para o mercado parecia quase ao alcance.

Na prática, falava-se em operar plataformas e naves capazes de se encontrar com Asteroides Próximos da Terra (NEAs), extrair materiais e depois transportar essas cargas para fundições instaladas no espaço - um plano tão ambicioso quanto o de levar tripulações comerciais a Marte.

Depois de muita especulação e do encerramento de várias iniciativas, esses projetos acabaram adiados, à espera de tecnologias mais maduras e do cumprimento de etapas anteriores.

Ainda assim, a promessa da mineração de asteroides e do futuro de “pós-escassez” que ela poderia desencadear continua viva. Para além de mais infraestrutura e avanços técnicos, é preciso ampliar a investigação para determinar com mais precisão a composição química de asteroides pequenos.

Por que a mineração de asteroides voltou ao debate

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 75% dos asteroides conhecidos. Os resultados indicam que esses corpos podem ser uma fonte decisiva de matérias-primas, abrindo oportunidades para uma futura exploração de recursos.

A liderança do trabalho ficou com o Dr. Josep M. Trigo-Rodríguez, físico teórico do Institute of Space Sciences (ICE) e do Catalonian Institute of Space Studies (IEEC), em Barcelona.

Participaram também o doutorando Pau Grèbol-Tomàs (também do ICE e do IEEC), o Dr. Jordi Ibanez-Insa (Geosciences Barcelona), o Prof. Jacinto Alonso-Azcárate (Universidad de Castilla-La Mancha) e a Prof. Maria Gritsevich (University of Helsinki e Institute of Physics and Technology, Ural Federal University).

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

O estudo do ICE-CSIC e os condritos carbonáceos (tipo C)

Os condritos carbonáceos (condritos C) caem na Terra com regularidade, mas raramente são recuperados para análise científica. Além de corresponderem a apenas 5% de todos os meteoritos, a sua fragilidade faz com que muitas amostras se partam e se percam. Até hoje, a maioria das amostras recolhidas foi encontrada em regiões desérticas, incluindo o Saara e a Antártida.

No ICE-CSIC, o grupo de pesquisa em Asteroides, Cometas e Meteoritos - liderado por Trigo-Rodriguez - estuda as propriedades físico-químicas de asteroides e cometas e atua como repositório internacional da coleção de meteoritos antárticos da NASA.

Nesta investigação mais recente, o grupo selecionou e caracterizou as amostras de asteroides, que depois foram analisadas pelo Professor Jacinto Alonso-Azcárate, na Universidad de Castilla-La Mancha, com recurso à espectrometria de massa.

Com isso, foi possível identificar a composição química precisa das seis classes mais comuns de condritos C, gerando informação útil para avaliar se, no futuro, a extração de recursos poderá ser viável. Trigo-Rodríguez afirmou, num comunicado do Conselho Superior de Pesquisas Científicas (CSIC):

"O interesse científico de cada um desses meteoritos é que eles amostram asteroides pequenos, não diferenciados, e fornecem informações valiosas sobre a composição química e a história evolutiva dos corpos dos quais se originam.

"No ICE-CSIC e no IEEC, somos especializados em desenvolver experiências para entender melhor as propriedades desses asteroides e como os processos físicos que ocorrem no espaço afetam a sua natureza e mineralogia. O trabalho que agora está a ser publicado é a culminação desse esforço de equipa."

Composição dos asteroides e implicações para a extração de recursos

Saber quanto material existe e como ele se distribui nos asteroides é essencial, porque esses corpos são altamente heterogéneos. Embora seja comum agrupá-los em três categorias - tipo C (carbonáceos), tipo M (metálicos) e tipo S (silicáticos) -, a classificação também considera características espectrais e a órbita.

Além disso, os asteroides são, em grande medida, restos do processo de formação do Sistema Solar e foram moldados por uma longa trajetória evolutiva (cerca de 4,5 mil milhões de anos). Por isso, determinar a composição exata de cada asteroide é fundamental para inferir onde recursos distintos (água, minérios etc.) tendem a estar concentrados.

Conforme os resultados apresentados pela equipa, minerar asteroides não diferenciados (considerados os corpos progenitores dos meteoritos condritos) está longe de ser uma opção viável. O estudo também apontou um tipo de asteroide com abundância de bandas de olivina e espinélio como um alvo potencial para operações de mineração.

Os autores destacaram ainda que, no caso de asteroides ricos em água, é recomendável priorizar aqueles com elevadas concentrações de minerais hidratados. Ao mesmo tempo, reforçam que serão necessárias mais missões de retorno de amostras para confirmar a identidade dos corpos progenitores antes que a mineração se torne realidade. Nas palavras de Trigo-Rodríguez:

"Juntamente com o progresso representado pelas missões de retorno de amostras, são realmente necessárias empresas capazes de dar passos decisivos no desenvolvimento tecnológico necessário para extrair e recolher esses materiais sob condições de baixa gravidade. O processamento desses materiais e os resíduos gerados também teriam um impacto significativo que deve ser quantificado e devidamente mitigado."

Segundo o grupo, isso exigirá sistemas de recolha em grande escala e técnicas de extração concebidas para operar em microgravidade.

"Para certos asteroides carbonáceos ricos em água, extrair água para reutilização parece mais viável, seja como combustível, seja como recurso primário para explorar outros mundos", disse Trigo-Rodríguez.

"Isso também poderia fornecer à ciência mais conhecimento sobre certos corpos que um dia poderiam ameaçar a nossa própria existência. A longo prazo, poderíamos até minerar e reduzir o tamanho de asteroides potencialmente perigosos, para que deixem de ser perigosos." E, como acrescentou Grèbol-Tomàs:

"Estudar e selecionar esses tipos de meteoritos na nossa sala limpa usando outras técnicas analíticas é fascinante, particularmente por causa da diversidade de minerais e elementos químicos que eles contêm. No entanto, a maioria dos asteroides tem abundâncias relativamente pequenas de elementos preciosos e, portanto, o objetivo do nosso estudo tem sido entender até que ponto a sua extração seria viável.

"Parece ficção científica, mas também parecia ficção científica quando as primeiras missões de retorno de amostras estavam a ser planeadas há trinta anos."

Benefícios potenciais e o que pode acontecer a seguir

De qualquer forma, o potencial benefício da mineração de asteroides é enorme - o que ajuda a explicar por que o tema ganhou tanta força na última década. Para além de metais preciosos, muitos asteroides contêm gelo de água, que poderia servir tanto para produzir combustível de missões ao espaço profundo quanto para abastecimento humano e para irrigação de culturas.

Isso reduziria a dependência de missões de reabastecimento a partir da Terra, permitindo que missões robóticas e tripuladas atinjam maior autossuficiência. Ao transferir a mineração e a manufatura para o espaço cislunar e para o Cinturão Principal de Asteroides, a humanidade também poderia diminuir o impacto ambiental que essas indústrias provocam no planeta.

Embora o entusiasmo público pela mineração de asteroides tenha arrefecido na última década, muitas iniciativas hoje continuam a pesquisar e a desenvolver as tecnologias necessárias. De modo semelhante, agências como a NASA e a JAXA realizaram missões de retorno de amostras que revelaram muito sobre a riqueza científica e material que os asteroides podem conter.

No futuro próximo, a missão chinesa Tianwen-2 deverá encontrar-se com um NEA e com um cometa do Cinturão Principal de Asteroides. Mesmo que ainda demore muitas décadas (ou mais) para surgir uma indústria de recursos espaciais, há muita gente preparada para entrar desde o início.

Leitura adicional: CSIC, MNRAS

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