O hélio-3 tem bombardeado a superfície da Lua por bilhões de anos. Encontrado em pequenas quantidades no vento solar, o He-3 está implantado no regolito lunar, a camada de material solto e fragmentado que cobre o terreno da Lua.
Ao longo do tempo geológico, impactos de meteoritos na paisagem lunar agitaram o regolito fofo, com o He-3 sendo distribuído até vários metros de profundidade.
Tarefa Difícil
Mas obter um controle sobre o mapeamento de recursos de He-3 é uma tarefa difícil, seja da órbita lunar ou na superfície da Lua.
Ao longo dos anos, muitos cientistas sugeriram que a prospecção de He-3 poderia ser realizada usando raios gama de alta energia, na região de 20 megaeletron-volt (MeV). Mas David Lawrence, físico líder e cientista planetário do Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) em Laurel, Maryland, não tem tanta certeza.
“Embora seja verdade que tal linha de raios gama exista, a capacidade de usá-la para mapear hélio-3 é extremamente improvável”, disse Lawrence. “Isso se deve ao fato de que o fluxo de raios gama da reação é muito pequeno, e a abundância de hélio-3 na Lua também é muito pequena – dezenas de partes por bilhão.”
Lawrence disse que a melhor maneira de mapear He-3 na Lua no momento é reconhecendo sua afinidade com o mineral ilmenita, que contém titânio. “Assim, onde se vê abundâncias aumentadas de titânio, pode-se esperar as maiores quantidades de Hélio-3.”
Colheita para uma Economia no Espaço
Entre na Interlune, uma empresa fundada em 2020, baseando-se no know-how de ex-tecnólogos da Blue Origin, empresa de voo espacial de Jeff Bezos. Servindo como presidente executivo do grupo está o astronauta do Apollo 17 e geólogo Harrison “Jack” Schmitt, também cofundador da Interlune.
A Interlune pretende colher recursos lunares – por exemplo, metais industriais, elementos de terras raras e água – para apoiar uma presença humana de longo prazo na Lua e uma economia robusta no espaço.
Mas o recurso lunar em destaque que exige atenção da Interlune agora é o isótopo pesado de He-3, disse Rob Meyerson, CEO da empresa.
Maquinário Lunar
No início deste ano, a Interlune e a Vermeer Corporation, fabricante de equipamentos industriais com sede em Iowa, revelaram um protótipo em escala real da escavadeira Interlune. Esse maquinário foi projetado para ingerir 100 toneladas métricas de regolito lunar por hora e devolvê-lo à superfície em movimento contínuo. Um foco premente é a colheita de He-3 da Lua.
“Há muitas ideias por aí”, disse Meyerson. “Poucos planos de negócios se fecham. Acho que o nosso é um plano de negócios que se fecha, porque temos clientes que querem pagar pelo material que vamos produzir.”
A Interlune está mirando o que acredita ser a necessidade de curto prazo de He-3 para aplicações de computação quântica supercondutora.
O Grande Resfriamento
“Chips de computadores quânticos precisam ser resfriados até perto do zero absoluto para fazê-los funcionar. He-3 é essencial para isso”, disse Meyerson. “A US$ 20 milhões por quilograma, você pode montar um bom negócio apenas indo atrás de He-3 para computação quântica nos próximos cinco a sete anos. E é isso que estamos fazendo.”
A Bluefors, fabricante de sistemas de resfriamento criogênico para tecnologia quântica, assinou um acordo com a Interlune para comprar até 10.000 litros de hélio-3 anualmente.
Para colocar as coisas literalmente em movimento, a Interlune anunciou em agosto que a carga útil da empresa voará no rover FLIP (FLEX Lunar Innovation Platform) da Astrolab. O FLIP está programado para lançar em direção ao polo sul lunar a bordo do módulo de pouso Griffin da Astrobotic já em dezembro deste ano.
A carga útil da Interlune no rover é uma câmera multiespectral construída, testada e desenvolvida em parceria com o Ames Research Center da NASA no Vale do Silício. As imagens da câmera serão usadas para estimar quantidades e concentrações de He-3 no regolito lunar.
Focando em Diferentes Locais
A Interlune também está projetando uma missão planejada para 2027 chamada Prospect Moon.
“É uma missão para coletar amostras de regolito lunar, processá-lo e medir o He-3 usando um espectrômetro de massa. Iria para o lado próximo equatorial e provaria que sabemos onde o He-3 está e que nosso processo de extração funcionará efetivamente”, disse Meyerson.
A Interlune identificou diferentes locais para grandes áreas de concentrações de He-3 de alto volume, disse Meyerson, fazendo uso de dados das missões Apollo da NASA e do Lunar Reconnaissance Orbiter da agência.
“A Lua é um lugar muito grande. Os diferentes locais que identificamos são individualmente muito grandes”, disse Meyerson.
Fracamente Ligado
Outra abordagem para colher He-3 na Lua está sendo adotada pela empresa Magna Petra.
A Magna Petra vê a Lua como uma espécie de esponja celestial, absorvendo as partículas do vento solar por bilhões de anos, “tornando-a um recurso de isótopos fértil em nosso próprio quintal”, diz o site da empresa.
A empresa pretende ser um participante crucial na cadeia de suprimentos de He-3, que segundo ela tem aplicações críticas em segurança nacional, imagens médicas, computação quântica e energia de fusão nuclear.
A equipe da Magna Petra é liderada por Jeffrey Max, um empreendedor veterano de startups e investidor com paixão por inovação espacial.
Max disse que a abordagem da empresa é capturar átomos gasosos de He-3 em vez de escavar regolito lunar através de técnicas tradicionais de mineração usadas aqui na Terra.
Tecnologia Única de Captura
“Patenteamos a tecnologia e estamos no processo de construí-la agora”, disse Max. “Se você atravessar a superfície lunar e perturbar mecanicamente o regolito da superfície, você deve ser capaz de excitar plumas de isótopo que está essencialmente em suspensão, permitindo uma coleta desse gás flutuante livre.”
Esta abordagem de “tecnologia única de captura” é “mais alcançável e mais razoável” do que outras abordagens, disse Max. “É de muito baixo consumo de energia e não requer infraestrutura extensa baseada na superfície.”
Max disse que a Magna Petra está projetando “missões de reconhecimento” que garantirão dados concretos sobre a distribuição e densidade da ideia de isótopo fracamente ligado.
“Estamos subindo para testar essa teoria”, disse Max, “basicamente conduzir uma perturbação cinética do solo do regolito lunar, fazendo leituras da gama de isótopos perturbados.”
Missões Futuras
A Magna Petra e a ispace do Japão, uma empresa de exploração lunar, concordaram em colaborar em missões futuras à superfície da Lua. O objetivo é avançar a prospecção, extração e retorno à Terra de He-3.
Sob um Acordo de Pesquisa e Desenvolvimento Cooperativo (CRADA) da NASA com o Kennedy Space Center da NASA na Flórida, a Magna Petra usará um espectrômetro de massa especializado para trabalho lunar.
Max disse que discussões também estão em andamento com a Intuitive Machines, empresa sediada em Houston que fornece módulos de pouso lunares, para transportar hardware da Magna Petra no período de 2027-2028.
“Assumindo o sucesso das missões de reconhecimento com dados concretos, então estamos olhando para a primeira missão de retorno de amostra, que parece um cronograma de 2029-2030. É assim que estamos fazendo, e é isso que estamos fazendo”, concluiu Max.
Lucrando com a Desolação Magnífica
A Lua parece remota e desolada hoje, mas estamos subestimando o valor dessa natureza selvagem fora da Terra?
Considere isto: o Secretário de Estado dos EUA William H. Seward assinou um tratado em março de 1867 com a Rússia para a compra do Alasca por US$ 7,2 milhões. Seward imaginou o acordo como uma forma de espalhar o poder americano pelo Pacífico e encorajar o comércio e a proeza militar americana, mas foi ridicularizado no Congresso dos EUA como “a loucura de Seward”.
A colonização americana do Alasca foi um processo lento, mas a descoberta de ouro em 1898 alimentou um rápido influxo de pessoas para A Última Fronteira, que agora é conhecida por hospedar muitos recursos naturais valiosos.
