Guinguette Marais Poitevin

Os entusiastas da exploração mineira da Lua ficaram particularmente contentes esta semana quando os investigadores afirmaram ter encontrado provas definitivas de que existe gelo de água na superfície da Lua. Há ainda mais gelo de água do que pensávamos lá em cima, também, e sabemos exactamente onde está muito dele. Isso pode tornar ainda mais fácil a extracção desta água no futuro.

Muito antes desta descoberta, os investigadores têm estado ansiosos por recolher qualquer água que possa estar à espreita na superfície lunar. É um recurso que pode ser incrivelmente valioso para futuras missões a longo prazo na Lua, uma vez que a água é essencial para que a vida funcione aqui na Terra. Pode ser reciclada dentro de um habitat lunar ou utilizada para água potável ou para banhos. Poderia também ser utilizada para ajudar as plantas a crescer na Lua, que são necessárias para alimentar os futuros habitantes lunares.

Mas talvez a maior e mais imediata aplicação para a água lunar seja a produção de propelente para foguetes. Os principais componentes da água – hidrogénio e oxigénio – são dois dos maiores materiais que são utilizados para alimentar os foguetes neste momento. E fazer propelente para foguetes a partir da água na Lua poderia reduzir drasticamente o custo de fazer missões ambiciosas no espaço. Neste momento, os foguetes que saem da Terra devem levar consigo todo o propulsor de que necessitam. Mas ao aproveitarem o gelo lunar, os foguetões poderiam potencialmente reabastecer-se assim que chegassem ao espaço, permitindo-lhes chegar a locais distantes por menos dinheiro.

“A ideia seria iniciar uma espécie de cadeia de abastecimento fora da Terra para certos produtos – em particular, para a água como propulsor – de modo a poder ser muito mais fácil navegar para o espaço de um corpo para outro”, diz Julie Brisset, uma associada de investigação do Instituto Espacial da Florida, ao The Verge.

Cercar qualquer coisa no espaço é caro. Se quiser que o seu satélite se liberte da gravidade da Terra, é preciso muito combustível para alimentar a viagem até à órbita. Na verdade, a maior parte do peso de um foguete no lançamento é apenas o propulsor necessário para levar a coisa para o espaço. E quanto mais fundo no espaço se quiser ir, mais propulsor se precisa. É necessária uma maior energia para se afastar cada vez mais da atracção do planeta. Assim, as missões para o espaço mais profundo tornam-se ainda mais dispendiosas para pagar todo o combustível extra necessário para lá chegar e o foguete maior para alojar esse combustível.

Mas e se em vez de levar consigo todo o combustível que precisa da Terra, encher o seu tanque de combustível com combustível que já está no espaço? Então, as missões no espaço profundo tornam-se mais como viagens rodoviárias entre países. “Imagine só se tivesse de conduzir até Denver e não houvesse bombas de gasolina pelo caminho e tivesse de trazer consigo toda a sua gasolina de Nova Iorque”, diz George Sowers, professor na Colorado School of Mines e antigo vice-presidente da United Launch Alliance, ao The Verge. “Provavelmente não conseguiria fazê-lo no seu carro. Teria de rebocar todo o combustível de que necessita”. É por isso que a ideia de mineração lunar é tão sedutora. A água da Lua poderia ser extraída, separada em combustível de foguetão, e transportada para um depósito de combustível, quer perto da Lua, quer em órbita baixa da Terra. Então, os foguetes não teriam de ser tão grandes para abrigar todo o seu propulsor. Poderiam simplesmente atracar com um depósito e reabastecer para viagens mais longas ao espaço.

Transportar o propulsor da Lua para outros locais no espaço não é tão caro como transportá-lo da Terra. A Lua tem um sexto da gravidade da Terra, o que significa que é necessária menos energia para se afastar da superfície. Recentemente, Sowers fez uma análise sobre quanto custaria transportar o propulsor lunar para diferentes locais a partir do espaço. E levar a água lunar para a órbita baixa da Terra, por exemplo, ainda é mais barato do que enviá-la da Terra, apesar de o nosso planeta estar mais próximo. “Se se vai usar esse propulsor em órbita baixa da Terra, ainda é talvez uma poupança de 20 ou 30%, usando propulsor lunar versus propulsor terrestre”, diz Sowers.

Os cientistas fantasiam há décadas em transformar a água lunar em combustível para foguetões, uma vez que se tem vindo a comprovar que os pólos lunares podem ser excelentes para a mineração. Em 1994, uma sonda conjunta da NASA e do exército americano chamada Clementine encontrou provas de que a água existe em crateras nos postes da Lua. Estes locais nunca vêem a luz do Sol e nunca atingem temperaturas acima de -250 graus Fahrenheit. Múltiplas missões à Lua desde então indicaram que a água também pode estar presente nestes locais. Em 2009, a NASA afundou uma nave espacial chamada LCROSS numa cratera no pólo sul da Lua, para ver que tipo de materiais o impacto provocou. A NASA descobriu que havia cerca de 5% de água no que foi ejectado.

No entanto, a investigação publicada esta semana nos Actos da Academia Nacional de Ciências indica que algumas áreas da Lua podem estar a transbordar em água. Investigadores da Universidade do Havai e da Universidade de Brown analisaram dados recolhidos da nave espacial Chandrayaan-1 da Índia, que foi lançada à Lua em 2008. Utilizando um dos instrumentos do veículo, foram capazes de identificar áreas de gelo na Lua medindo a reflectividade da água. Observaram também estes locais em luz infravermelha, o que lhes permitiu determinar se a água estava sob a forma de gelo e não de vapor ou de um líquido. Não só confirmaram que o gelo da água está exposto na superfície lunar, como algumas áreas do solo são constituídas por 20 a 30 por cento de gelo. Dependendo da profundidade a que o gelo penetra na superfície, isso poderia ser uma ampla forragem para o propulsor de foguetes.

“Não precisamos realmente de estar tão concentrados em todo o lado”, diz Phil Metzger, físico planetário da Universidade da Florida Central e co-fundador da NASA’s Swamp Works no Kennedy Space Center. “Só precisamos que alguns locais sejam mais concentrados para termos água suficiente para satisfazer todas as necessidades de transporte espacial para os próximos 30 anos”

Um depósito de propulsores em órbita terrestre baixa abre muitas oportunidades para novos tipos de missões no espaço. Uma ideia é algo chamado rebocador espacial – um foguete que permanece no espaço, reabastecendo-se vezes sem conta, a fim de transportar satélites para os seus destinos finais. Neste momento, os satélites que entram em órbitas elevadas sobre a Terra são colocados numa órbita inicial de transferência e depois passam seis meses a um ano lentamente elevando-se mais alto com propulsores a bordo. Durante esse tempo, o satélite não pode fazer o seu trabalho, pelo que não ganha dinheiro. Mas com um puxão espacial, os satélites poderiam ser colocados em órbitas muito mais baixas com foguetes mais pequenos, e depois um foguete reutilizável já no espaço poderia “puxar” a sonda para a sua órbita final em apenas alguns dias. Isso poupa dinheiro aos operadores de satélites: não precisam de um foguete tão grande para levar a sua carga útil para o espaço, e têm mais tempo para ganhar dinheiro com as suas sondas.

Por isso, sim, a água da lua como combustível é apelativa, mas não será fácil começar a extrair água no espaço. Em primeiro lugar, é necessário realizar uma extensa campanha de prospecção. Graças ao estudo PNAS, os investigadores criaram basicamente um mapa mostrando onde encontrar os pedaços mais suculentos de gelo de água nos postes lunares. O passo seguinte consiste em enviar os terrestres e os rovers para essas áreas para descobrir a melhor localização a atingir e qual é a consistência do gelo. Os cientistas ainda não sabem se o gelo está na forma de lama misturada com a sujidade ou se é como tijolos sólidos fundidos com outro material de superfície. “Sabemos como projectar o equipamento para o extrair. Apenas não sabemos que conjunto de equipamento utilizar”, diz Metzger.

Uma ideia é recolher o solo lunar com um robô de escavação que transporta os materiais para um processador. Esse processador separa então o gelo do solo através do aquecimento e quebra a água nas suas partes básicas com electricidade. Parte do combustível resultante é então utilizado para lançar o resto da água da Lua num veículo de transporte, enviando-a para qualquer depósito de propulsores que necessite no espaço.

Obtendo, tudo isto será caro. “Resume-se a uma análise de custos”, diz Metzger. “É mais barato lançar combustível de foguetão da Terra, ou é mais barato lançar o equipamento para o espaço uma vez e depois manter esse equipamento e usá-lo para criar continuamente combustível de foguetão no espaço?” Com base na análise feita por Metzger, Brisset, e Sowers, estimam que será necessária uma década para que o investimento na mineração da Lua seja rentável. Mas porque a mineração lunar é tão arriscada, é possível que não haja muitos capitalistas de risco que queiram entrar imediatamente.

É por isso que a equipa sugere que a NASA se envolva financiando parcialmente os esforços de desenvolvimento precoce da mineração. Dessa forma, os investidores comerciais terão mais probabilidades de intervir se uma agência governamental credível estiver envolvida e suportar alguns dos custos.

NASA também não estaria apenas a fazer um favor aos investidores: a agência espacial sugeriu que poderia precisar de até 100 toneladas métricas de propulsor por ano para alimentar veículos que saiam da superfície lunar a partir de uma base, de acordo com a análise da Sowers. Se tivessem de enviar tudo isso da Terra, isso custaria cerca de 3,5 mil milhões de dólares por ano. A poupança de combustível lunar poderia tornar as missões para a Lua e Marte mais baratas. “Tornaria as missões a Marte mais baratas, e tornaria praticamente tudo o que fazemos para além da Terra acessível”, diz Sowers. Por exemplo, a utilização de propelente lunar para reabastecer os foguetes reduziria o custo de ir à Lua a partir da Terra por um factor de três, de acordo com Sowers. Este é um detalhe importante, dado que a NASA procura fazer mais uma vez missões humanas à Lua.

“Há anos que digo que a água é o óleo do espaço”, diz Sowers, acrescentando: “Se os planos da NASA são de criar uma presença humana permanente na Lua, a primeira coisa que a NASA precisa de fazer é construir uma instalação de produção de propulsores”.