Em 1986, cientistas do Instituto de Tecnologia de Fusão da Universidade de Wisconsin estimaram que o “solo” lunar, chamado de rególito, contém um milhão de toneladas de hélio-3 (3He), um material que poderia ser usado como combustível para produzir energia por fusão nuclear. Segundo o estudo, a mineração seria um empreendimento lucrativo: a energia produzida pelo hélio-3 seria 250 vezes maior do que a necessária para extrair este recurso da Lua e transportá-lo para a Terra, onde as reservas lunares de hélio-3 poderiam suprir as necessidades humanas durante séculos.
A análise dos pesquisadores, baseada em amostras coletadas pelas missões Apollo, desencadeou uma febre por este novo ouro lunar, que valeria bilhões de dólares para aqueles que o controlavam. Entretanto, mais de 30 anos depois, ainda não foi coletado um grama sequer, e há quem diga que isso nunca acontecerá, pois – segundo eles – o hélio-3 apenas serviu para inflar um enorme balão de especulação infundada.
A fusão nuclear de átomos leves, como os isótopos deutério de hidrogênio (2H) e trítio (3H), tem sido vista há décadas como a fonte energética do futuro, inesgotável e muito menos poluente que a fissão de átomos pesados como o urânio. Entretanto, o desenvolvimento tecnológico necessário para que seja uma opção prática e energeticamente eficiente ainda mantém os pesquisadores ocupados e não é uma energia totalmente limpa: a fusão de deutério e trítio produz nêutrons, partículas que causam contaminação radioativa e que não podem ser contidas com campos eletromagnéticos, já que carecem de carga elétrica.
Against this, helium-3 (um isótopo não radioativo do gás utilizado para inflar balões) oferece vantagens notáveis: sua fusão com deutério é mais eficiente que deutério-tritio e não libera nêutrons, mas prótons, que podem ser facilmente contidos graças à sua carga positiva. Além disso, é possível capturar sua energia para produzir eletricidade diretamente, sem a necessidade de um processo de aquecimento de água para mover turbinas, como nas atuais usinas de fissão nuclear.
Etapas maiores
O problema é que o hélio-3 é extremamente escasso na Terra. Este isótopo vem principalmente do vento solar, mas a Terra está protegida sob o escudo da sua atmosfera e do seu campo magnético. Em contraste, durante bilhões de anos a Lua acumulou uma quantidade incrível deste material na sua camada superficial, embora em concentrações tão baixas que seria necessário processar enormes quantidades de rególito para colher o mesmo aquecendo-o a 600 °C. A isto se acrescentaria a dificuldade e o custo de transporte para a Terra.
Apesar dos maiores obstáculos, “pode haver algumas chances de usar hélio-3 como combustível de segunda geração”, diz o físico de fusão John Wright, do Massachusetts Institute of Technology, à OpenMind. No entanto, para Wright, grandes melhorias na tecnologia de fusão ainda serão necessárias “antes que tenhamos que nos preocupar com a mineração”
A principal objeção à fusão com hélio-3 é resumida por Frank Close, um físico da Universidade de Oxford. Em 2007, Close escreveu na revista Physics World que “o deutério reage até 100 vezes mais lentamente com hélio-3 do que com trítio”, o que exigiria temperaturas de fusão muito mais altas do que nos reatores atuais. Na prática, Close apontou, o deutério tenderia a se fundir consigo mesmo para formar trítio, que então reagiria novamente com deutério como na fusão convencional, produzindo nêutrons. Em resumo, Close rotulou a idéia de gerar eletricidade a partir do helio-3 lunar como luz da lua.
“Hélio-3 não tem relevância para a fusão”, enfatiza Close to OpenMind; “Nada mudou nas leis da física desde meu artigo de 2007”. Embora o físico acredite que é possível para nós ver o desenvolvimento da mineração lunar, “não faz sentido ir à Lua por hélio-3 se seu objetivo é fazer fusão”.
Novas estratégias para fusão
No entanto, as objeções de Close são baseadas em reatores de fusão convencionais, como o ITER, um projeto internacional em construção na França, que pesará três vezes mais que a Torre Eiffel e atingirá temperaturas de 150 milhões de graus centígrados. Um projeto do mesmo tipo para a fusão de hélio exigiria temperaturas mais altas e tamanhos ainda mais maciços. Portanto, são necessárias novas estratégias. “O desafio é gerir a quantidade de trítio que permanece no plasma a partir dessas reacções laterais para minimizar a produção de neutrões de deutério/tritio”, escreve Wright.
E alguém tornou isso possível, embora ainda sem um balanço energético positivo. Gerald Kulcinski, diretor do Instituto de Tecnologia de Fusão da Universidade de Wisconsin e um dos autores desse estudo pioneiro em 1986, vem desenvolvendo há décadas a fusão com hélio-3. “É correto que a energia necessária para a fusão de deutério – hélio-3 é cerca de duas a três vezes maior do que para o deutério – trítio”, diz Kulcinski ao OpenMind.
O pequeno reator desenvolvido pelo pesquisador consegue superar o obstáculo, minimizando a produção de nêutrons e reduzindo sua energia. Ainda mais promissor, acrescenta Kulcinski, é a fusão de hélio-3-hélio-3, mais complicada mas totalmente livre de neutrões. “Isso seria uma verdadeira mudança de jogo, mas não tenho certeza se vou ver isso na minha vida”, conclui. Para o analista Thomas Simko da Universidade RMIT na Austrália, “reatores de fusão de hélio provavelmente não serão desenvolvidos até meados do século, no mínimo”
Mas mesmo superando os obstáculos da tecnologia de fusão, ainda haveria o da mineração lunar. Entretanto, Simko aponta que provavelmente veremos os primeiros passos exploratórios nos próximos anos, de modo que “quando o hélio-3 for necessário, ele já será conhecido onde está e como extraí-lo e entregá-lo.”
Primeiro passo para a mineração lunar
Indeed, parece que esses primeiros passos já estão em andamento. Algumas agências espaciais nacionais, bem como várias empresas privadas, têm suas metas estabelecidas na mineração lunar, ao que se soma o interesse das potências emergentes: a sonda chinesa Chang’e 4, empoleirada no lado oculto da Lua, poderia incluir entre seus alvos o rastreamento preliminar da presença de hélio-3, algo que também tem sido dito da missão lunar Chandrayaan 2 que a Índia lançará em abril.
Por sua vez, a Agência Espacial Europeia assinou um contrato com várias empresas para estudar a futura exploração dos recursos de regolitos lunares para apoiar uma colónia habitada; neste caso, o hélio-3 poderia ser usado para alimentar um reactor local, ou mesmo como combustível para naves espaciais alimentadas por fusão nuclear.
De facto, muitos especialistas vêem este uso in situ dos recursos como uma opção mais realista. “Acho que não há muito a ganhar em extrair a Lua e trazê-la de volta à Terra”, diz o geólogo planetário Paul Byrne, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, à OpenMind. “Acho que é um uso muito melhor do nosso dinheiro, tempo e criatividade usar os recursos lunares para apoiar os humanos que vivem na Lua, e apoiar a futura exploração robótica e tripulada para outras partes do Sistema Solar”. Em resumo, com ou sem ouro, parece que a febre lunar não está mostrando sinais de abater.
Javier Yanes
@yanes68