Do que são realmente feitos os asteróides? Nova análise aproxima a mineração espacial da realidade

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Instituto de Ciências Espaciais (ICE-CSIC) examinou amostras ligadas a asteróides do tipo C, objetos ricos em carbono que se acredita serem as fontes originais de condritos carbonáceos. Os seus resultados, publicados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, reforçam o argumento de que estes asteróides podem servir como importantes reservatórios de material. As descobertas também ajudam os cientistas a identificar a origem desses meteoritos e apoiam o planejamento de futuras missões espaciais e tecnologias de extração de recursos.

Meteoritos raros de asteróides antigos

Os condritos carbonáceos chegam à Terra naturalmente, mas representam apenas cerca de 5% de todas as quedas de meteoritos. Muitos são extremamente frágeis e quebram-se antes de serem recuperados, o que os torna especialmente raros. Quando são encontrados, muitas vezes é em ambientes desérticos como o Saara ou a Antártica, onde as condições de preservação são favoráveis.

“O interesse científico em cada um destes meteoritos é que eles recolhem amostras de asteróides pequenos e indiferenciados e fornecem informações valiosas sobre a composição química e a história evolutiva dos corpos de onde se originam”, diz Josep M. Trigo-Rodríguez, principal autor do estudo e astrofísico do ICE-CSIC, afiliado ao Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha (IEEC).

Medindo os blocos de construção dos asteróides

Para realizar o estudo, a equipe do ICE-CSIC selecionou e caracterizou cuidadosamente amostras relacionadas a asteroides antes de enviá-las para análise química detalhada. As medições foram realizadas por espectrometria de massa na Universidade de Castilla-La Mancha pelo Professor Jacinto Alonso-Azcárate. Este trabalho permitiu aos investigadores determinar a composição química precisa dos seis tipos mais comuns de condritos carbonáceos e avaliar se a extracção de materiais dos seus asteróides parentais poderia um dia ser prática.

O grupo de pesquisa de Asteróides, Cometas e Meteoritos do ICE-CSIC passou mais de uma década estudando as propriedades físicas e químicas das superfícies de asteróides e cometas. “No ICE-CSIC e no IEEC nos especializamos no desenvolvimento de experimentos para compreender melhor as propriedades desses asteróides e como os processos físicos que ocorrem no espaço afetam sua natureza e mineralogia”, explica Trigo-Rodríguez.

Ele também observa que o ICE-CSIC serve como repositório internacional para a coleção de meteoritos antárticos da NASA. Nos últimos dez anos, ele ajudou a selecionar e solicitar vários dos condritos carbonáceos usados ​​neste estudo e projetou vários experimentos em torno deles. “O trabalho que está sendo publicado é o culminar desse esforço de equipe”, diz ele.

Vale a pena extrair recursos de asteróides?

“Estudar e selecionar estes tipos de meteoritos na nossa sala limpa usando outras técnicas analíticas é fascinante, especialmente devido à diversidade de minerais e elementos químicos que contêm. No entanto, a maioria dos asteroides tem abundâncias relativamente pequenas de elementos preciosos e, portanto, o objetivo do nosso estudo tem sido compreender até que ponto a sua extração seria viável,” afirma Pau Grèbol Tomás, investigador pré-doutoral no ICE-CSIC.

Jordi Ibáñez-Insa, coautor do estudo e investigador da Geosciences Barcelona (GEO3BCN-CSIC), salienta que, embora muitos pequenos asteroides estejam cobertos por material superficial solto conhecido como regolito, a recolha de pequenas amostras é muito diferente da extração de recursos em escala. “Embora a maioria dos pequenos asteróides tenha superfícies cobertas por material fragmentado chamado regolito -e isso facilitaria o retorno de pequenas quantidades de amostras-, desenvolver sistemas de coleta em grande escala para obter benefícios claros é uma questão muito diferente. Em qualquer caso, merece ser explorado porque a busca por recursos no espaço pode ser suscetível de minimizar o impacto das atividades de mineração nos ecossistemas terrestres”, afirma.

Escolhendo os asteróides certos para o futuro

O principal cinturão de asteróides contém uma enorme variedade de objetos, e entender quais recursos eles contêm requer uma classificação cuidadosa. Segundo Trigo-Rodríguez, a composição dos asteróides varia muito devido às suas histórias longas e complexas. “São objectos pequenos e bastante heterogéneos, fortemente influenciados pela sua história evolutiva, particularmente colisões e aproximações próximas do Sol. Se procuramos água, existem certos asteróides de onde se originam condritos carbonáceos hidratados, que, pelo contrário, terão menos metais no seu estado nativo. Não esqueçamos que, após 4,56 mil milhões de anos desde a sua formação, cada asteróide tem uma composição diferente, como revelado pelo estudo dos meteoritos condríticos.”

Uma conclusão importante da investigação é que a mineração de asteróides indiferenciados – os restos primordiais da formação do Sistema Solar considerados os corpos progenitores dos meteoritos condríticos – continua impraticável por enquanto. No entanto, a equipa identifica uma classe diferente de asteróides relativamente primitivos que apresentam assinaturas de olivina e espinélio como alvos de mineração mais promissores.

Para identificar com segurança esses candidatos, os pesquisadores enfatizam a importância de estudos químicos detalhados de condritos carbonáceos combinados com novas missões de retorno de amostras. Estas missões ajudariam a confirmar quais asteróides estão verdadeiramente ligados aos meteoritos estudados na Terra.

Tecnologia, água e exploração de longo prazo

“Ao lado do progresso representado pelas missões de devolução de amostras, são verdadeiramente necessárias empresas capazes de dar passos decisivos no desenvolvimento tecnológico necessário para extrair e recolher estes materiais em condições de baixa gravidade. O processamento destes materiais e dos resíduos gerados também teria um impacto significativo que deve ser quantificado e devidamente mitigado”, acrescenta Trigo-Rodríguez.

A equipa espera progressos num futuro próximo, especialmente à medida que a utilização de recursos in situ se torna cada vez mais importante para missões de longa duração à Lua e a Marte. O uso de materiais encontrados no espaço poderia reduzir significativamente a necessidade de suprimentos lançados da Terra. Se a água for o alvo principal, os investigadores sublinham que os asteróides alterados pela água e ricos em minerais contendo água devem ser priorizados.

A extração de recursos em ambientes de baixa gravidade exigirá abordagens inteiramente novas. “Parece ficção científica, mas também parecia ficção científica quando as primeiras amostras de missões de retorno foram planeadas há trinta anos”, diz Pau Grèbol Tomàs.

Da defesa planetária aos recursos espaciais

Globalmente, vários conceitos já estão sendo discutidos, incluindo a captura de pequenos asteroides que passam perto da Terra e sua colocação em órbita circunlunar para estudo e uso de recursos. Trigo-Rodríguez destaca que asteróides carbonáceos ricos em água podem ser alvos especialmente atraentes. “Para certos asteróides carbonáceos ricos em água, extrair água para reutilização parece mais viável, seja como combustível ou como recurso primário para explorar outros mundos. Isto também poderia fornecer à ciência um maior conhecimento sobre certos corpos que poderiam um dia ameaçar a nossa própria existência. A longo prazo, poderíamos até minerar e encolher asteróides potencialmente perigosos para que deixem de ser perigosos”, explica ele.