Mineração de NEO: Para ajudar a manter os suprimentos de materiais de metais raros

O maior problema tecnológico que a raça humana enfrentará na próxima década é o número de recursos disponíveis, como os metais de terras raras. Com o aumento contínuo da população e o uso de metais de terras raras em aplicações tecnológicas - como veículos elétricos, baterias, telefones celulares e outros dispositivos portáteis -, a demanda pelos recursos necessários para fabricar esses produtos estressa as linhas de suprimento existentes e as reservas globais dos metais. Esses metais e compostos raros serão totalmente removidos da Terra se houver um aumento drástico em seu uso (Hayes, 2020). Algumas soluções são o aumento da eficiência da reciclagem ou o aumento da eficiência dos produtos de terras raras, como baterias, para começar, exigindo assim menos materiais para fabricar esses produtos. Essas soluções são viáveis no momento. No entanto, nenhuma dessas resoluções por si só ajudará a sustentar os suprimentos desses materiais raros a longo prazo. A solução com maior potencial para sustentar o desenvolvimento tecnológico, além de fornecer os materiais para a construção de tecnologia avançada, requer uma solução progressiva: a mineração de objetos próximos à Terra (NEOs).

A mineração de NEOs é comumente chamada de mineração de asteroides. No cinturão de asteroides, e mesmo perto da órbita da Terra, há asteroides ou outros objetos que passam contendo materiais necessários para uma sociedade tecnológica avançada. Os mais valiosos são os asteroides do tipo M, que consistem principalmente de metais. Esses asteroides metálicos são geralmente compostos de substâncias de ferro/níquel. Acredita-se que alguns asteroides também contenham outros metais valiosos, como cobalto, ouro e platina (Lewis, 1998), (Elvis, 2021). Especialmente no uso de baterias de íons de lítio, o níquel e o cobalto de alta qualidade são necessários para o funcionamento das baterias. Na Terra, esses materiais estão limitados a regiões selecionadas do mundo, muitas vezes com condições de trabalho desumanas ou precárias.

Outra categoria de NEOs são aqueles que contêm água. Na Terra, a ONU prevê que a população aumentará para 8,5 bilhões de pessoas até o final da próxima década - acrescentando três quartos de um bilhão de pessoas (United Nations, 2015). Da mesma forma, Castelo (2021) descobriu que 70% da superfície da Terra é água, sendo que apenas 3% é água doce. Depois de contabilizar toda a água doce que é inacessível, apenas 0,4% é água utilizável e potável. Esses 0,4% restantes serão compartilhados entre a população projetada de 8,5 bilhões de pessoas até 2030. Como afirmado anteriormente, alguns NEOs contêm água, e até mesmo uma tecnologia simples, como o calor em um espaço fechado, liberaria um suprimento abundante de água. Essa água poderia então ser distribuída para evitar desidratação, secas ou racionamentos de água na Terra.

Dito isso, é essencial afirmar que o desenvolvimento dessa tecnologia e infraestrutura não seria fácil, barato ou rápido. No entanto, isso é vital para a sobrevivência e o progresso da raça humana. Um influxo de metais, água e outros compostos essenciais aliviará o estresse dos setores fora da tecnologia e dos alimentos, como construção, aviação, automotivo, energia renovável e quase todas as outras necessidades industriais da Terra.

Como resultado, esses materiais não serão apenas acessíveis, mas também baratos. No armazenamento de energia, por exemplo, um asteroide minerado com uma quantidade substancial de níquel classe um reduzirá consideravelmente o preço da bateria, e essa economia deverá ser repassada ao consumidor. Esse efeito de gotejamento tornará o armazenamento de energia e os veículos elétricos mais acessíveis. Até mesmo aplicações simples, como aço para edifícios ou alumínio para carrocerias de automóveis, reduziriam significativamente o custo de produção.

Uma consequência não intencional da modernização do setor espacial é a criação da infraestrutura para capturar e minerar asteroides em órbita, na superfície lunar, ou transportá-los para a Terra. Essa infraestrutura promoverá o avanço do setor espacial. Ao criar um ambiente em que o espaço seja acessível a mais pessoas com menos investimento fiscal, os metais minerados no espaço poderão fornecer os materiais de construção para novas estações espaciais orbitais ou colônias lunares. Essas novas estruturas ajudarão a extrair e refinar os materiais. Consequentemente, os foguetes que saem da Terra podem ser menores e com maior capacidade de passageiros, pois os materiais de construção - provenientes do espaço e não da Terra - reduzirão a necessidade de carga trazida da superfície. Além disso, isso também minimizará o custo, reduzindo a quantidade de combustível necessária para alcançar a órbita. Um foguete com mais passageiros, menos carga útil e, portanto, menos combustível fará com que o custo por pessoa para um lançamento orbital caia drasticamente (Weinzierl & Sarang, 2021). As empresas de mineração, ao construírem bases ou estações orbitais, poderiam compensar o custo de desenvolvimento oferecendo uma oportunidade para outras missões intrassolares. As missões a Marte ou a outros lugares do sistema solar se tornariam viáveis com a construção desses portos.

Embora essa ideia seja mais do que ambiciosa e esteja longe de ser fácil, a raça humana deve empreender a mineração de NEOs e além para sobreviver no próximo século. A comprovação de metais de terras raras e água cria um ambiente na Terra onde oito ou até nove bilhões de pessoas se tornam sustentáveis sem comprometer a qualidade de vida. Mais acesso a materiais de construção tornaria o desenvolvimento e a construção de novos edifícios e infraestrutura mais baratos. Por fim, a mineração de asteroides é um ponto de ramificação para que a raça humana se torne uma espécie intrassolar segura, proporcionando, assim, bolsões de vida humana em todo o sistema solar e criando uma espécie mais segura no caso de um trauma grave no planeta Terra.

Referências

Castelo, J. (2021, 6 de março). Qual é a porcentagem de água potável na Terra? Reserva Mundial de Água. https://worldwaterreserve.com/water-crisis/percentage-of-drinkable-water-on-earth/.

Elvis, M. (2021). Asteroids: How love, fear, and greed will determine our future in space [Como o amor, o medo e a ganância determinarão nosso futuro no espaço]. Imprensa da Universidade de Yale.

Hayes, C. (2020, 14 de setembro). O que acontecerá quando as matérias-primas acabarem? RSS. https://eandt.theiet.org/content/articles/2020/09/what-will-happen-when-the-raw-materials-run-out/.

Lewis, J. S. (1998). Mining the sky: Untold riches from the asteroids, comets, and planets [Riquezas incalculáveis de asteroides, cometas e planetas]. Addison-Wesley.

Nações Unidas. (2015). Population 2030: Demographic challenges and opportunities for sustainable development planning (População 2030: desafios demográficos e oportunidades para o planejamento do desenvolvimento sustentável). Nações Unidas, Departamento de Assuntos Econômicos e Sociais, Divisão de População. https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/trends/Population2030.pdf.

Weinzierl, M., & Sarang, M. (2021, 12 de fevereiro). A era do espaço comercial chegou. Harvard Business Review. https://hbr.org/2021/02/the-commercial-space-age-is-here.

Observação: o artigo foi enviado para a Stanford Advanced Materials College Scholarship 2021.