Mineração espacial

Todos sabemos que os recursos que temos aqui no planeta Terra são finitos e em algum momento se tornaram rarefeitos e consequentemente extremamente caros pela sua raridade.

E hoje nos encontramos rodeados de uma tecnologia de ponta que nos proporciona uma comunicação extremamente rápida em quase todo o mundo. Porem o que não sabemos é que muitos materiais usados para desenvolver esses aparelhos como o Térbio, o lítio, o neodímio ou o Tântalo, as tais chamadas matérias primas criticas que são retiradas do solo para construir os dispositivos que tanto usamos e amamos, deixam um rastro de poluição e degradação ambiental enorme.

Por isso cada vez mais a mineração espacial é algo cada vez mais discutido e ponderado por cientistas e empresas mundiais.

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1-O que é a mineração espacial?

A mineração de espacial consiste na ideia de exploração de materiais de asteroides e outros planetas menores , incluindo objetos próximos à Terra .

Contando com cerca de 17% dos asteroides, os corpos classificados nesta categoria podem ser ricos em níquel, ferro e magnésio. Alguns estudos científicos indicam que os asteroides também podem possuir oxigênio, ouro, água e platina.

2-Viablidade financeira.

Porém um dos maiores empecilhos que nos impede de explorar esses corpos, é o seu custo beneficio, que não é nada agradável em termos económicos.

As dificuldades incluem o alto custo do voo espacial, a identificação não confiável de asteroides adequados para mineração e os desafios da extração de minério. Assim, a mineração terrestre continua sendo o único meio de aquisição de minério bruto usado hoje.

Mas será que no futuro ela será uma opção mais viável?

Os empreendimentos espaciais são de alto risco, com longos prazos de entrega e pesados investimentos de capital, e isso não é diferente para projetos de mineração de asteroides. Esses tipos de empreendimentos podem ser financiados por meio de investimentos privados ou governamentais.

Existem seis categorias de custo consideradas para um empreendimento de mineração de asteróides:

1. Custos de pesquisa e desenvolvimento
2. Custos de exploração e prospecção
3. Custos de construção e desenvolvimento de infraestrutura
4. Custos operacionais e de engenharia
5. Custos ambientais
6. Custo de tempo

Exploraram especificamente o caso em que a platina é trazida do espaço para a Terra e estimam que a mineração de asteroides economicamente viável para este caso específico seria bastante desafiadora.

As reduções no preço do acesso ao espaço são importantes. O início do uso operacional do veículo de lançamento Falcon Heavy de baixo custo por quilograma em órbita em 2018 foi projetado pelo astrônomo Martin Elvis para ter aumentado a extensão de asteroides economicamente exploráveis próximos à Terra de centenas para milhares. Com o aumento da disponibilidade de vários quilômetros por segundo de delta-v que o Falcon Heavy fornece, ele aumenta o número de NEAs acessíveis de 3 por cento para cerca de 45 por cento. 

O precedente para o investimento conjunto de várias partes em um empreendimento de longo prazo para minerar commodities pode ser encontrado no conceito legal de uma parceria de mineração, que existe nas leis estaduais de vários estados dos EUA, incluindo a Califórnia. Em uma parceria de mineração, "[Cada] membro de uma sociedade de mineração participa dos lucros e prejuízos da mesma na proporção que a participação ou participação que ele ou ela possui na mina representa para todo o capital da sociedade ou número total de ações."

3-Considerações de mineração

As operações de mineração exigem equipamentos especiais para lidar com a extração e processamento de minério no espaço sideral. O maquinário precisará ser ancorado ao corpo. Mas uma vez no lugar, o minério pode ser movido mais facilmente devido à falta de gravidade. No entanto, atualmente não existem técnicas para refinar minério em gravidade zero. A ancoragem com um asteroide pode ser realizada usando um processo semelhante a um arpão, onde um projétil penetraria na superfície para servir como uma âncora; então, um cabo conectado seria usado para guinchar o veículo até a superfície, se o asteroide fosse penetrável e rígido o suficiente para que um arpão fosse eficaz.

Existem quatro opções de para colocar esses matéria, pronto para extração:

1. Fabricação no espaço (ISM) ,que pode ser ativada por biominação.

2. Traga material asteroidal bruto para uso na Terra.

3. Processe no local para trazer de volta apenas os materiais processados e, talvez, produzir propelente para a viagem de volta.

4. Transporte o asteroide para uma órbita segura ao redor da Lua ou da Terra ou para a ISS.

   Isso pode, hipoteticamente, permitir que a maioria dos materiais seja usada e não desperdiçada.

3.1-Metodos de mineração

Algumas formas já ponderadas como as mais prováveis para fazer a extração dos minérios são:

Mineração de superfície

Em alguns tipos de asteróides, o material pode ser raspado da superfície usando uma concha ou trado , ou para peças maiores, uma "garra ativa". Há fortes evidências de que muitos asteroides consistem em pilhas de entulho, potencialmente tornando essa abordagem impraticável.

Mineração eixo

Uma mina pode ser escavada no asteróide e o material extraído através do poço. Isso requer conhecimento preciso para projetar a precisão da astro-localização sob o regolito de superfície e um sistema de transporte para transportar o minério desejado para a instalação de processamento.

Ancinhos magnéticos

Asteroides com alto teor de metal podem ser cobertos por grãos soltos que podem ser recolhidos por meio de um ímã.

Devido à distância da Terra a um asteroide selecionado para mineração, o tempo de ida e volta para comunicações será de vários minutos ou mais, exceto durante aproximações ocasionais da Terra por asteroides próximos à Terra. Assim, qualquer equipamento de mineração precisará ser altamente automatizado ou a presença humana será necessária nas proximidades. Os humanos também seriam úteis para solucionar problemas e fazer a manutenção do equipamento.

6-Como afetaria o cenário da exploração espacial

A mineração de asteroides pode potencialmente revolucionar a exploração espacial. A alta abundância de água dos asteroides caraterizados como do tipo C poderia ser usada para produzir combustível dividindo a água em hidrogênio e oxigênio. Isso tornaria a viagem espacial uma opção mais viável, reduzindo o custo do combustível. Embora o custo do combustível seja um fator relativamente insignificante no custo geral para missões espaciais tripuladas em órbita terrestre baixa, armazená-lo e o tamanho da nave tornam-se um fator muito maior para as missões interplanetárias.

Projetos de mineração propostos

Já temos alguns modelos propostos para possíveis missões de exploração espacial:

No ISDC-San Diego 2013, a Kepler Energy and Space Engineering (KESE, llc) também anunciou que iria minerar asteroides, usando uma abordagem mais simples e direta: KESE planeja usar quase exclusivamente tecnologias existentes de orientação, navegação e ancoragem de missões de grande sucesso, como Rosetta / Philae , Dawn e Hayabusa , e ferramentas atuais de transferência de tecnologia da NASA para construir e enviar um Sistema de Mineração Automatizado (AMS) de 4 módulos para um pequeno asteroide com uma ferramenta de escavação simples para coletar ≈40 toneladas regolito de asteroide e trazer cada um dos quatro módulos de retorno de volta à órbita baixa da Terra(LEO) até o final da década. Espera-se que os asteroides pequenos sejam pilhas soltas de entulho, facilitando a extração.

Em setembro de 2012, o Instituto de Conceitos Avançados da NASA (NIAC) anunciou o projeto Robotic Asteroid Prospector , que examinará e avaliará a viabilidade da mineração de asteroides em termos de meios, métodos e sistemas. 

Sendo o maior corpo no cinturão de asteroides, Ceres poderia se tornar a principal base e centro de transporte para a futura infraestrutura de mineração de asteroides, permitindo que recursos minerais sejam transportados para Marte , a Lua e a Terra. Por causa de sua pequena velocidade de escape combinada com grandes quantidades de gelo de água, ele também poderia servir como uma fonte de água, combustível e oxigênio para os navios que atravessam e além do cinturão de asteroides. O transporte de Marte ou da Lua para Ceres seria ainda mais eficiente em termos de energia do que o transporte da Terra para a Lua. [54]

7-Impacto econômico.

Atualmente, a qualidade do minério e o consequente custo e massa dos equipamentos necessários para sua extração são desconhecidos e só podem ser especulados. Algumas análises econômicas indicam que o custo de devolução de materiais asteroidais à Terra supera em muito seu valor de mercado e que a mineração de asteroides não atrairá investimento privado aos preços atuais das commodities e custos de transporte espacial. Outros estudos sugerem um grande lucro com o uso de energia solar. Mercados potenciais para materiais podem ser identificados e lucro gerado se o custo de extração for reduzido. Por exemplo, o fornecimento de várias toneladas de água para a órbita baixa da Terra, pois a preparação de combustível para foguetes para o turismo espacial poderia gerar um lucro significativo se o próprio turismo espacial se mostrasse lucrativo. 

Em 1997, especulou-se que um asteroide metálico relativamente pequeno com um diâmetro de 1,6 km (1 mi) contém mais de US $ 20 trilhões em metais preciosos e industriais. Um asteroide do tipo M comparativamente pequeno com um diâmetro médio de 1 km (0,62 mi) pode conter mais de dois bilhões de toneladas métricas de minério de ferro - níquel , [63] ou duas a três vezes a produção mundial de 2004.  Acredita-se que o asteroide 16 Psyche contém1,7 × 10 19  kg de níquel-ferro, que poderia suprir a necessidade de produção mundial por vários milhões de anos. Uma pequena porção do material extraído também seria metais preciosos.

Nem todos os materiais extraídos de asteroides seriam econômicos, especialmente para o retorno potencial de quantidades econômicas de material para a Terra. Para potencial retorno à Terra, a platina é considerada muito rara em formações geológicas terrestres e, portanto, potencialmente vale a pena trazer alguma quantidade para uso terrestre. O níquel, por outro lado, é bastante abundante e extraído em muitos locais terrestres, portanto, o alto custo da mineração de asteroides pode não torná-lo economicamente viável. 

Embora a Planetary Resources tenha indicado em 2012 que a platina de um asteroide de 30 metros de comprimento (98 pés) poderia valer US $ 25-50 bilhões, [66] um economista observou que qualquer fonte externa de metais preciosos poderia reduzir os preços o suficiente para possivelmente condenar o se aventurar, aumentando rapidamente a oferta disponível de tais metais. O desenvolvimento de uma infraestrutura para alterar as órbitas de asteroides pode oferecer um grande retorno sobre o investimento .