Mineração de asteroides para fornecer metais a uma colónia em Marte

De longe, Marte parece uma obra a céu aberto. A superfície está coberta por óxido de ferro - a mesma química de base da ferrugem - que lhe dá o tom vermelho.

Os rovers registam esse cenário há décadas. Por isso, foi fácil assumir que a questão do fornecimento de metal em Marte já estava, na prática, resolvida.

Mas não estava. Tudo indica que Marte não teve o tipo de geologia que, na Terra, concentra metais em depósitos densos e exploráveis.

Assim, uma cidade no planeta teria de trazer materiais estruturais de outras zonas do Sistema Solar - e um novo estudo fez as contas para perceber de que forma isso poderia acontecer.

Um problema de metal

A investigadora Serena Suriano, da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), liderou um estudo de viabilidade.

A equipa procurou estimar que metais uma colónia em Marte, capaz de se sustentar, consumiria - e, sobretudo, de onde é que esses metais poderiam vir de forma realista.

A superfície do Planeta Vermelho é, de facto, rica em ferro. Ainda assim, pó de óxido de ferro disperso não é um corpo de minério explorável, e extraí-lo localmente implicaria gastar enormes quantidades de energia para obter retornos reduzidos.

Além disso, há elementos industriais que são raros. Boro e molibdénio, usados em ligas de elevado desempenho, surgem apenas em quantidades vestigiais à superfície ou nem sequer aparecem devidamente identificados nos dados disponíveis.

O envio a partir da Terra não chega

A alternativa mais óbvia seria transportar metais a partir da Terra. No entanto, uma única missão de carga demora seis a nove meses, consoante o alinhamento entre os planetas.

E, mesmo assim, cada tonelada de carga continua a custar dezenas de milhões de dólares só para ser lançada. Essa despesa pode servir para algumas missões de reabastecimento, mas não consegue sustentar uma cidade.

A resposta apontada pelo estudo está mais longe. Milhões de asteroides orbitam no Sistema Solar interior.

Entre eles, um subconjunto - os asteroides do tipo M - são, essencialmente, montanhas de ferro e níquel, com pequenas quantidades de metais preciosos misturadas.

Pensa-se que alguns destes objectos sejam núcleos expostos de pequenos planetas que se fragmentaram no início do Sistema Solar.

É por isso que a sonda Psyche, da NASA, está actualmente a caminho de um deles para o observar de perto.

Importar material do cinturão de asteroides para Marte exige muito menos combustível do que lançar cargas a partir da Terra. Isto torna os asteroides uma fonte plausível de metais - de um modo que a própria Terra, do ponto de vista logístico, não consegue ser.

A barreira do combustível

O problema difícil é chegar lá e voltar. A equipa modelou uma nave de mineração inspirada nas especificações da Starship, prevendo 120 toneladas de massa seca, 115 toneladas de carga útil e 1.100 toneladas de propelente.

Um depósito cheio dá à nave um orçamento energético fixo para toda a viagem.

À primeira vista pode parecer muito, mas, quando se comparam trajectos até asteroides, esse “orçamento” encolhe rapidamente.

Todos os asteroides metálicos analisados pela equipa exigiriam, para uma viagem completa de ida e volta a partir de Marte, cerca do dobro desse orçamento de combustível. Não houve excepções.

Transformar asteroides em estações de reabastecimento

A solução proposta passa por fazer a viagem em várias etapas.

Uma nave de mineração seguiria para um asteroide metálico, carregaria ferro e níquel e, depois, desviaria o percurso para outro tipo de rocha onde pudesse produzir novo propelente no local.

A segunda paragem seria em asteroides carbonáceos, rochas antigas ricas em hidrocarbonetos.

Com os minerais certos e o processamento adequado, a própria química do propelente acaba por “fechar” o circuito.

O ponto crítico é fabricar combustível de foguetão no próprio asteroide. A NASA tem desenvolvido, ao longo de anos, versões desta tecnologia em investigação e testes centrados em Marte.

Assim, não seria necessário regressar com um depósito totalmente cheio. O propelente seria produzido e depois transportado até Marte.

Uma década por entrega

O senão é o tempo. Uma viagem com duas paragens - primeiro a um asteroide metálico, depois a um carbonáceo e, por fim, de regresso a Marte - pode demorar uma década.

O calendário depende dos alinhamentos orbitais. É preciso que os asteroides e Marte estejam nas posições certas para que se abra uma janela de transferência.

A lentidão da produção de propelente pode estender ainda mais esse prazo. As estimativas actuais apontam para cerca de 1,8 kg (4 libras) por dia.

Isto chega para manter uma pequena base abastecida, mas não para encher um depósito de 1.100 toneladas.

O reabastecimento teria de ocorrer aproximadamente a cada dois anos, acompanhando as janelas de lançamento Terra–Marte.

Mesmo assim, seria mais barato do que depender de envios constantes a partir da Terra. E, com esse ritmo, a colónia reduziria gradualmente a dependência da logística do planeta de origem.

Futuras iniciativas em Marte

A principal conclusão não é que a mineração de asteroides resolva o problema de Marte já amanhã. Os engenheiros continuam a estar a décadas de distância de uma operação funcional de mineração de asteroides.

O que o artigo faz, pela primeira vez, é desenhar uma cadeia de abastecimento completa, de ponta a ponta, e mostrar como os números funcionam na prática.

Se for possível aumentar a produção de propelente, então o metal vindo de asteroides passa a ser a opção mais barata para uma colónia em crescimento.

Minerar o cinturão deixa de ser um cenário de ficção científica e transforma-se num problema de logística com equações solucionáveis.

E isso altera o que um futuro povoamento em Marte pode vir a ser: deixa de ser um posto avançado frágil preso à Terra e passa a ser a âncora de um próprio “quintal” industrial.