Marte como base para exploração e mineração de asteroides

Uma imagem composta de Marte e suas duas luas, Fobos (primeiro plano) e Deimos (fundo). Um novo artigo argumenta que a mineração do Cinturão Principal de asteróides pode ser energeticamente e financeiramente mais vantajosa a partir de uma instalação baseada em uma órbita semelhante a Fobos em torno de Marte, ou mesmo na própria Fobos, do que da Terra. Crédito:NASA/JPL/Universidade do Arizona

A mineração dos asteroides em busca de recursos como ferro, metais preciosos, água ou outras espécies valiosas pode um dia se tornar lucrativa. A mineração provavelmente começará com objetos próximos da Terra (NEOs), asteróides cujos caminhos cruzam o caminho orbital da Terra. A longo prazo, no entanto, a mineração desejará acessar o Cinturão Principal de asteróides que orbitam entre Marte e Júpiter.
Embora os NEOs estejam muito mais próximos de nós, a mineração lucrativa envolve equilibrar mais do que apenas o custo de viajar à distância. Os asteroides do Cinturão Principal contêm cerca de 10.000 vezes mais recursos do que os NEOs. Além disso, qualquer operação de mineração de asteroides deve levar em conta as despesas do encontro – desacelerando a espaçonave assim que ela chegar – bem como o custo de enviar o minério de volta a uma instalação de processamento.

O custo (e peso) do combustível necessário para o encontro está entre os parâmetros mais críticos no cálculo de viabilidade. É determinado principalmente pelo parâmetro "delta-V", uma medida do requisito cinemático para realizar uma manobra da espaçonave, e geralmente citado em unidades de quilômetros por segundo. Um encontro com um NEO especialmente favorável de uma espaçonave em órbita baixa da Terra envolve um delta-V de cerca de quatro quilômetros por segundo.

Infelizmente, atingir asteroides no Cinturão Principal normalmente envolve um delta-V de cerca de sete quilômetros por segundo. Embora isso possa não parecer uma diferença muito grande, os requisitos de combustível necessários para as manobras dependem exponencialmente do delta-V, com mesmo pequenas mudanças tendo um grande impacto, deixando os asteróides do Cinturão Principal energeticamente muito difíceis de alcançar da Terra.

Os astrônomos do CfA Martin Elvis, Jonathan McDowell e Anthony Taylor, ex-graduando em Harvard, mostraram que a mineração de asteroides do Cinturão Principal poderia ser mais lucrativa se a espaçonave fosse implantada de uma estação em uma órbita semelhante à da lua marciana Phobos, que orbita cerca de seis mil quilômetros da superfície de Marte, e que oferece um delta-V mais baixo para os asteroides do Cinturão Principal. O próprio Marte oferece algumas vantagens orbitais adicionais porque, ao contrário da Terra, cuja órbita é quase circular, a excentricidade e inclinação orbital de Marte também fornecem um caminho delta-V mais baixo para os asteróides.

Em seu estudo publicado em Planetary and Space Science , os autores sugerem cenários de duas e três queimas (referindo-se ao número de ignições de foguetes necessárias) para realizar um encontro, e eles desenvolvem um código de computador para calcular a energia para classes orbitais de asteróides conhecidas. Os resultados mostram reduções potencialmente muito significativas nos custos de exploração.

Se uma missão faz ou não sentido financeiro depende de muitos outros fatores, mas os autores demonstram que o conceito de lançamento e retorno a um centro de operações baseado em uma órbita semelhante a Phobos, ou mesmo na própria Phobos, é relativamente conveniente e vantajoso. Eles acrescentam que a mineração lucrativa em larga escala da órbita marciana também pode levar ao acesso rotineiro à superfície marciana. + Explorar mais