Nas vizinhanças do planeta Terra, a menos de 330 milhões de quilómetros do planeta, há um asteroide com forma de diamante e com 500 metros de diâmetro (cerca de metade do comprimento da Avenida da Liberdade, em Lisboa) que pode colidir com a Terra dentro de cem anos.

Bennu, assim batizado em homenagem a uma figura mitológica egípcia, é constituído essencialmente de ferro, hidrogénio, amoníaco e azoto. E é um verdadeiro tesouro espacial: vale 670 milhões de dólares, cerca de 571 milhões de euros. Era preciso ganhar quase três vezes o maior prémio do Euromilhões para o conseguir comprar. Ou duas, se já tiver 171 milhões de dólares na conta poupança.

É em Bennu que todas as atenções aeroespaciais se vão concentrar na próxima terça-feira. A missão OSIRIS-REx da NASA prepara-se para recolher 60 gramas de poeiras do asteroide Bennu e, daqui a cinco meses, enviar a amostra numa cápsula de regresso à Terra. Será a primeira vez que os Estados Unidos se aventuram numa missão de retorno de amostras geológicas de um asteroide.

Esta é uma aventura que o Japão já cumpriu com sucesso uma vez e que está prestes a executar pela segunda. Em junho de 2010, a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) conseguiu trazer de regresso a casa uma amostra com menos de um grama de pó asteroidal vindo do asteroide Itokawa, a 195 milhões de quilómetros do planeta. Agora, a missão Hayabusa 2 também está a caminho da Terra com uma amostra do asteroide Ryugu, “Palácio do Dragão” no folclore japonês.

Ryugu é um asteroide especial: de acordo com a plataforma Asterank, uma base de dados que cruza informações científicas e económicas de mais de 600 mil asteroides, foi avaliado em 82,8 mil milhões de dólares (cerca de 70 mil milhões de euros). Com formato de diamante, tal como Bennu, este custaria 330 vezes mais que o diamante Hope, do Instituto Smithsonian, que inspirou a jóia do clássico do cinema “Titanic”. O Itokawa, destino da primeira missão japonesa, está avaliado em… zero euros.

Ora, o Asterank coleciona e analisa os dados destes corpos celestes quanto à massa e composição, por exemplo, para “estimar os custos e lucros da mineração dos asteroides”. Criado por Ian Webster, um cientista computacional, o mecanismo cruza dados vindos das agências espaciais sobre a composição dos asteroides com o preço dos materiais em Terra. Depois, calcula ainda a quantidade de energia que seria necessário aplicar para os explorar para saber o quais rentáveis são.

Foi assim que Ian Webster descobriu que Ryugu é aquele que tem a melhor relação-custo benefício: explorar os recursos minerais deste asteroide traria uma rentabilidade de mais de 30 mil milhões de dólares (mais de 25 mil milhões de euros), afirma esta fonte. Já Bennu, o alvo da NASA, é o quarto asteroide mais rentável dos 600 mil corpos celestes avaliados no Asterank, e poderia trazer 158 milhões de euros de lucro. Mas nem um nem outro são o asteroide mais valioso do Sistema Solar. Esse título pertence a Davida, o décimo maior objeto na Cintura de Asteroides — o corredor que separa Marte e Júpiter.

Davida é um colosso com 326 quilómetros de diâmetro — pouco menos que a distância entre Viana do Castelo e Lisboa—, tão valioso que Jeff Bezos, o homem mais rico do planeta, segundo a Forbes, precisava de uma fortuna 136 milhões de vezes maior para o comprar. Custa 15 quadriliões de dólares. Sim, quadriliões. São precisos dezoito zeros a seguir ao “15” para escrever este número. Em euros até pode parecer mais barato, mas seriam sempre quase 13 quadriliões.

Vamos colocar as coisas em perspetiva, tanto quanto possível: se dividíssemos o valor do Davida em partes e as distribuíssemos irmãmente por todas as pessoas do mundo, cada uma ficaria dois mil milhões de dólares mais rica (cerca de 1,7 mil milhões de euros). Dava para comprar 184 Buggatis La Voitura Noire e ainda sobravam uns trocos. O único problema seria descobrir que só há um exemplar deste modelo de carros.

Em busca de ouro, platina e terras raras

Nenhum dos objetivos científicos da missão OSIRIS-REx ao valioso Bennu menciona uma ambição em explorar os recursos minerais por lá escondidos. A agência espacial norte-americana selecionou cinco finalidades para esta aventura: “recuperar e analisar uma amostra da superfície do Bennu”, “mapear o asteroide”, “documentar o local de amostragem”, “medir o desvio orbital causado por forças não-gravitacionais” e “comparar as observações no asteroide com as feitas em terra”.

Mas para Pedro Machado, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, a mineração de asteroides pode ser um dos objetivos secundários ou indiretos tanto da missão da NASA, como das missões da JAXA: “Tenho quase a certeza de que se irá fazer. Estas missões são os primeiros passos para estas prospeções. Apesar de a NASA ir a um asteroide de regolito, e de haver outras linhas investigações que, neste caso, são mais importantes, esta é uma delas também”.

E “vale a pena”, prossegue Pedro Machado, porque há asteroides na nossa vizinhança ricos em elementos que podem ser mais valiosos ainda que os metais preciosos: “As terras raras”, aponta o investigador, “que são elementos da tabela periódica que existem em muito pequenas quantidades, são essenciais para a eletrónica”: “Já foi estudado que, na Cintura de Asteroides, esses asteroides são muito ricos em terras raras”, argumenta.

Os metais de terras raras, como o escândio ou o ítrio, são utilizados nos raios catódicos das televisões e computadores, mas também em supercondutores, catalisadores ou em geradores elétricos. Estes metais são difíceis de minerar e de extrair: são radioativos, são precisos ácidos muito potentes para os separar dos outros elementos e vão começar a escassear à medida que dependemos cada vez mais da tecnologia.

Mas há asteroides que têm grandes quantidades destes metais em estado quase puro: são os asteroides do tipo S e os asteroides do tipo M. Além desses, também há corpos celestes feitos de ouro e platina, minas preciosas prontas a serem mineradas mesmo por cima das nossas cabeças. Um deles é Psyche, um asteroide com 250 quilómetros do tipo M, extremamente ricos em metais, que pode ter grandes quantidades de ouro.

Avaliado neste momento em 28 mil milhões de dólares, o valor de Psyche pode escalar aos 700 quadriliões de dólares se for comprovada a sua composição em ouro. E não falta muito para descobrirmos se há uma gigantesca pepita de ouro a flutuar no vácuo espacial a 293 milhões de quilómetros da Terra: em julho de 2022, graças a um contrato de 100 milhões de dólares com a NASA, a SpaceX vai lançar uma nave espacial para estudar este asteroide.

Mesmo com o crescente interesse na mineração de asteroides, faltam ainda “entre 50 e 100 anos” até que se consiga minerar verdadeiramente um asteroide, isto é, recolher e trazer para a Terra quantidades significativas de um minério que seja muito valioso por cá. É essa a aposta de Pedro Machado, mas a espera trará frutos: “Nós vamos precisar cada vez mais de eletrónica, portanto, as terras raras vão atingir preços tão altos que vai tornar rentável a mineração de asteroides”.

Para o investigador, “em 20 ou 30 anos, vamos estar a fazer a deteção, a prospeção, saber onde estão os maiores reservatórios e que zonas são mais rentáveis”. Mas antes de a mineração começar efetivamente, “ainda vamos apostar numa base na Lua e depois na ida a Marte”, acredita o investigador do Instituto de Astrofísica. “Mas claro que temos de ir nesse caminho, passo a passo. Isto será fundamental para a evolução tecnológica da humanidade, para abastecer a eletrónica de ponta que vamos usar no futuro”.

A (complicada) tecnologia que se pode usar para minerar asteroides

Questionado sobre quão realistas são os planos de explorar os recursos minerais dos asteroides, Paulo Soares Gil, investigador e professor no Instituto Superior Técnico na área da engenharia aeroespacial, diz-se “moderadamente otimista”: “Ainda não temos a tecnologia necessária”, justifica, embora acredite que “é uma possibilidade no futuro, especialmente se for para utilizar no próprio espaço”.

Minerar um asteroide é verdadeiramente “rocket science”, um exercício complicado que pode ser dividido em várias fases. A primeira é “decidir que asteroides queremos explorar”, começa por enumerar o investigador: “Temos de fazer um levantamento dos asteroides prometedores, para identificar os corpos celestes mais interessantes”.

A segunda fase, mais complicada do que a primeira, é “retirar amostras desses asteroides de modo a confirmar a composição deles, para tentar verificar se têm mesmo interesse: “Isso implica que teríamos de aterrar no asteroide e isso é difícil porque os asteroides praticamente não têm gravidade”, descreve Paulo Soares Gil.

Mas mais difícil ainda será obter material em quantidades expressivas. Para isso, “temos de furar”, o que, num corpo celeste com microgravidade, é especialmente complicado. “É preciso fazer mais força. Há muitas propostas e várias técnicas: por impulso contra o solo, a máquina pode tentar fixar-se à superfície para ganhar tração… Há muitas possibilidades, mas todas elas precisam de ser testadas“.

A terceira fase é a recuperação do minério, o que traz outro problema: “Não só precisamos de gastar energia para levar máquinas para obter grandes quantidades de minérios, como para o trazer de volta”. Há um truque que pode amenizar as complicações, aponta o investigador: “Podemos tentar obter propelentes em asteroides do tipo cometa, que têm água. Ou podemos obter isso na Lua”. Mas já lá vamos.

Depois, há duas hipóteses: trazer o minério todo para a Terra e refiná-lo por cá; ou refinar parte dele no local, para gastar menos energia na viagem de regresso. Mas tudo isso envolve um investimento astronómico: a missão OSIRIS-REx, que se limita a recolher poucas gramas de regolito, custou 1,16 mil milhões de dólares; e a missão Hayabusa 2 precisou de investir o equivalente a 156 milhões de dólares.

“Neste momento, não conseguiríamos fazer esse investimento”, resume Paulo Soares Gil, mas há estratégias que podem tornar mais lucrativa a mineração de asteroides: “Poderá ser lucrativo se houver um programa espacial suficientemente grande que considere ser útil explorar estes corpos celestes para obter propelentes e tornar mais baratas as viagens espaciais. Para criar propeletes precisamos do material certo e de energia. Quanto à energia, temos a do Sol. Faltam os materiais, que estão nos asteroides”.

Outra solução pode ser a utilização de nanossatélites para fazer a identificação dos asteroides mais interessantes para mineração: “O custo das viagens espaciais é mais ou menos proporcional à massa do veículo. Quanto mais pequeno for, menos dinheiro custa. O que se fala neste momento é de fazer com nanossatélites o que até aqui se fez com satélites de maiores dimensões“.

Depois há o problema de transportar quilos de minérios a milhões de quilómetros de distância para a Terra. Para isso também há ideias no papel. É que, como no espaço se está em imponderabilidade — a força da gravidade está praticamente toda compensada pela força de inércia — e perto dos asteroides a gravidade é minúscula, é possível suportar massa considerável com estruturas leves.

Existem propostas para usar estruturas insufláveis que têm massa baixa, e consequentemente custo baixo, mas que conseguem conter uma quantidade significativa de material, o que será necessário para uma exploração de minério. Outra alternativa é serem usadas como tenda para cobrir a zona de operações de mineração, ou até cobrir o asteroide todo, para evitar que as partículas levantadas devido à baixa gravidade escapem e sejam recolhidas mais facilmente; ou evitar que interfiram com a operação.

Ora, quando se fala em diminuir os custos da exploração espacial, há um nome incontornável: o de Elon Musk. A mineração de asteroides foi um dos argumentos utilizado pelo dono da SpaceX para baixar muito o custo das viagens espaciais: “O lançamento é uma parte significativa do custo deste projeto. O que Elon Musk pretende fazer é baixar o custo dos lançamentos num fator de 100”.

Uma outra hipótese para tornar mais fácil e barata a mineração de asteroides é escolher criteriosamente os minérios que se exploram. “Podemo-nos ficar nos materiais mais valiosos, como ouro ou platina, por exemplo, e trazer menos quantidades de matérias mais lucrativas”. Mas Nuno Duarte Chabert, comunicador de ciências do espaço do canal Bit2Geek e  antigo diretor de desenvolvimento de negócio de empresas na área de defesa e espaço, tem outra ideia: e se fossemos minerar asteroides… na Lua?

Como a Lua pode dar uma ajuda na mineração de asteroides

Nuno Duarte Chabert acredita que “não há colonização real do espaço sem mineração de asteroides, por mais que baixemos o preço dos lançamentos para o espaço”: “O Homem pode ir ao espaço e andar na órbita terrestre, mas a habitação do espaço — uma base lunar, uma base em Marte e naves para ir até ali, não acredito que possam existir sem mineração de asteroides porque não é possível levar tudo da Terra”.

É, no entanto, um passo que depende de um projeto que já está em andamento: a construção de uma base lunar. “A única forma de processar asteroides neste momento é ter uma base lunar para fazer lá o processamento de asteroides“. Porquê? Um dos motivos é a água, moléculas de hidrogénio e oxigénio que podem ser separadas para usar cada um desses elementos na fabricação de propelentes de que precisaremos para ir a Marte, mas também para viajar mais além, como à Cintura de Asteroides — os mesmos que Paulo Soares Gil mencionou.

Outro motivo são os cometas, “bolas de neve sujas”, nas palavras de Natalie Starkey, autora de “Catching Stardust”, um livro sobre cometas, asteroides e o nascimento do Sistema Solar citado por Nuno Duarte Chabert. “Várias sondas descobriram que, nas crateras lunares, há pedaços de cometas e asteroides como se fossem bolas de bilhar. A mineração de asteroides pode começar aí”.

Ora, o programa norte-americano de regresso à Lua, Artemis, será um marco para que tudo isto se transforme em realidade. A base lunar que está a ser pensada no âmbito deste projeto ficará bacia do Polo Sul-Aitken, uma gigantesca cratera de impacto no lado oculto da Lua que, com 2.500 quilómetros de diâmetro e 13 de profundidade, é “um cemitério de asteroides”. É aqui que estão enterrados pedaços de corpos celestes que já colidiram com a Lua ao longo de milhares de anos. Alguns deles podem ter levado para o nosso satélite natural minérios que fazem falta na Terra.

“Pode estar ali uma riqueza que nos vai permitir dar um salto tecnológico como nunca se pensou. Quem tiver um quilograma de irídio”, um dos minérios que sabemos existir em asteroides no Sistema Solar, “não terá de fazer mais nada da vida”, resume Nuno Duarte Chabert: “É uma coisa super rara que pode estar na Lua em quantidades muito grandes”.

Segundo o programa Artemis, a humanidade regressará à Lua em 2024. E, na opinião do comunicador de ciências do espaço, daqui até à mineração de asteroides será um passo natural. Nuno Duarte Chabert acredita, tal como Paulo Soares Gil, que a mineração de asteroides entre Marte e Júpiter pode demorar muitas décadas. Mas aposta que em poucos anos se vai estar a explorar os minérios deixados na Lua nos impactos com asteroides: “Estando por cima de um cemitério de asteroides, não se vai desenvolver tecnologia para os explorar?”, questiona.

Tanto se vai que a China já começou a apostar especificamente nesse projeto. A Origin Space, subsidiária Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China, o principal prestador de serviços para o programa espacial chinês, fixou sem rodeios o seu objetivo a longo prazo no “desenvolvimento de recursos minerais como os metais de terra-rara de asteroides próximos da terra”.

E vai pôr o plano em prática já no próximo mês, anunciou a empresa em setembro: NEO-1, um “robô de mineração de asteroides” vai ser lançado para o espaço a bordo de um foguetão Long March para testar a tecnologia necessária para aterrar uma máquina num asteroide e recolher amostras de minerais. “O objetivo é verificar e demonstrar múltiplas funções, como manobra orbital da nave, captura simulada de pequenos corpos celestes, identificação e controlo da nave inteligente”, resumiu o fundador, Yu Tianhong.

Mesmo assim, a Origin Space é apenas mais uma na lista com dezenas de empresas recentes abertas com o objetivo principal de vir a minerar asteroides. A Planetary Resources é uma das mais estabelecidas no mercado e, numa entrevista à Space.com, Chris Lewicki, o presidente, confirma as visões de Nuno Duarte Chabert: “Temos todas as expectativas de que o fornecimento de água de asteroides e a criação de uma economia de reabastecimento no espaço seja algo que veremos nos próximos 10 anos, até mesmo na primeira metade dos anos 20”.

Quatro horas e 48 minutos para responder às maiores perguntas do espaço

Os asteroides são como fósseis espaciais, amigos de velha data com memória de elefante. “Como têm uma massa pequena comparativamente aos planetas, e como as forças internas são relativamente pequenas porque a pressão e a temperatura não são muito grandes, os asteroides são uma cápsula do tempo”, descreve Pedro Machado: “São uma forma de olhar para o passado. Aqueles materiais não foram alterados geologicamente, por isso podemos ver como é que eles existiam quando o Sistema Solar nasceu e começou a evoluir”.

Mas esta é apenas uma das linhas de investigação em torno dos asteroides — um dos vértices do triângulo com que o investigador do Instituto de Astrofísica resume a missão da NASA. Outro é precisamente o facto de Bennu poder um dia colidir com a Terra: “Há um risco real de vir a cair na Terra, por isso temos de começar a pensar nestas coisas. É uma atividade que pode salvar a vida no planeta”, indica Pedro Machado.

O terceiro vértice diz respeito às investigações que tentam descobrir a origem da vida tal como a conhecemos. “Este asteroide é muito rico em carbono. Dadas as relativas baixas temperaturas que existem nestes asteroides, há a formação de moléculas orgânicas complexas, que de alguma forma são a base da vida. É o caso dos aminoácidos, que já foram encontrados no espaço”, completa Pedro Machado: “Assim podemos percebemos como é que os tijolos da vida, as moléculas que constroem a vida como a conhecemos, chegaram cá”.

A NASA tem tudo planeado ao minuto para cumprir com sucesso estes objetivos científicos. Os preparativos para a operação de recolha de amostras começam quatro horas e 48 minutos antes do contacto da nave OSIRIS-REx com o asteroide, mas tudo começa a ser transmitido em direto a partir das 22h de terça-feira até às 23h30.

Eis como tu vai acontecer:

A quatro horas e 48 minutos da recolha, a nave OSIRIS-REx vai girar para apontar os propulsores na posição adequada à manobra de escape da órbita do asteroide Bennu.

Vinte e sete minutos mais tarde, são disparados os propulsores do Sistema de Controlo de Atitude, que orienta o veículo e que, uma vez acionado, permite-lhe sair da órbita mais estável em que está atualmente, a cerca de um quilómetro do asteroide.

Quatro horas e dois minutos antes da operação, o braço que recolhe as amostras — TAGSAM (acrónimo da expressão em inglês para “Mecanismo de Aquisição de Amostras Toca-e-Foge”)  — é lentamente esticado para a posição correta.

A três horas e 29 minutos da recolha, a nave executa uma segunda rotação que permite apontar as câmaras de navegação para o Bennu. Estas câmaras vão recolher imagens do asteroide, que serão utilizadas pelo sistema de navegação.

Trinta e três minutos depois, as câmaras começam a captar as fotografias. A OSIRIS-REx vai utilizar estas imagens com um catálogo de fotografias incorporado na nave, permitindo identificar características e determinar automaticamente a localização do veículo.

Duas horas e 21 minutos antes da recolha, o espectrómetro de emissão térmica começa a reunir dados sobre a temperatura da superfície e sobre a composição mineral do asteroide.

A quarenta e três minutos da operação, a OSIRIS-REx roda mais uma vez para apontar o braço e a câmara de navegação para a superfície do asteroide. Esta será a orientação final da nave.

Sete minutos mais tarde, os painéis solares da nave espacial rodam para ficarem com uma configuração em forma de “Y”, apontados para o Sol e afastados da superfície do Bennu. Este processo demora 10 minutos.

Quando faltarem 31 minutos para a recolha, um dos complexos fotográficos da nave espacial — a OCAMS, um conjunto de três câmaras — começam a filmar e a fotografar toda a operação de aproximação ao asteroide.

Aos vinte e três minutos para a operação, o sistema de navegação prevê qual será a posição e a velocidade do OSIRIS-REx no Checkpoint — o momento em que a nave passa a fazer isso autonomamente, antes de ajustar a sua trajetória em direção à terceira manobra. Depois, o sistema ajusta os propulsores para a localização escolhida para a recolha.

Um minuto mais tarde, são acionados durante 66 segundos os propulsores do sistema de controlo de atitude para executar a manobra orbital de Checkpoint, que colocará a nave espacial numa trajetória descendente, em direção à superfície do Bennu.

A onze minutos da recolha, repete-se o procedimento para a manobra orbital de Matchpoint —o momento em que a nave espacial adota o mesmo movimento de rotação que o asteroide para pairar em concordância com a superfície dele. Acontece diretamente acima do local da recolha da amostra.

Nove minutos antes da operação, o sistema de navegação calcula a posição e a velocidade do OSIRIS-REx para prever onde fica o local onde vai acontecer a recolha da amostra.

A um minuto do momento da recolha, a nave espacial está a apenas cinco metros da superfície do asteroide. O sistema de navegação prevê novamente a localização do sítio da recolha. Depois de comparar com um mapa de risco, decide sozinho — isto é, sem precisar de esperar por ordens da sala de controlo, se deve ou não continuar para concretizar a missão.

Chegou o momento T=0. O OSIRIS-REx entra em contacto com a superfície do asteroide Bennu e, durante 10 segundos, ejeta azoto pressurizado em direção a ela e suga as poeiras que se levantam. Trinta e um segundos depois do primeiro contacto, a nave espacial afasta-se e o braço retrai para a posição de descanso.