Imagine a Lua como um centro de produção, construção e até mesmo de vida humana. Já não é uma ideia absurda assente na tradição da ficção científica – o aumento do interesse e do investimento na exploração espacial está a impulsionar esforços para desenvolver as tecnologias necessárias para tornar a Lua um lar viável para os humanos.
O desenvolvimento da infra-estrutura lunar requer materiais de construção, e transportá-los da Terra seria dispendioso e ineficiente. Isto alimentou a investigação sobre o processamento in-situ e a utilização de matérias-primas encontradas naturalmente na superfície da Lua. No entanto, um grande desafio com esta abordagem será a imensa quantidade de energia que o processamento de recursos lunares necessitará.
Uma equipe de pesquisa do Laboratório de Pesquisa de Energia Emergente (LEER) da Universidade de Waterloo está investigando o processamento do regolito lunar, a camada superior de solo e poeira da Lua, em materiais utilizáveis para suporte de vida, geração de energia e construção. Isto inclui a investigação do uso de material de satélite extinto como fonte de combustível quando misturado com regolito lunar.
“O regolito lunar contém muita poeira metálica incorporada com oxigênio”, disse Connor MacRobbie, candidato a doutorado supervisionado pelos professores Dr. John Wen e Jean-Pierre Hickey no Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrônica de Waterloo.
“Como já contém oxigênio, podemos utilizá-lo, sem a necessidade do oxigênio atmosférico, para produzir energia térmica”, disse MacRobbie. “Isso é chamado de reação termite, que é útil no espaço porque não há oxigênio prontamente disponível”.
A equipe LEER conduziu experimentos usando um simulador de regolito “lunar” sintetizado e fornecido pela Agência Nacional de Administração Aeronáutica e Espacial (NASA). Os testes foram realizados em diferentes composições de combustível e oxidante e com tamanhos variados de partículas para controlar a taxa de liberação de energia de um termite espacial para aquecimento ou fabricação.
“Os resultados demonstram a viabilidade do solo superficial da Lua para impulsionar o desenvolvimento lunar, permitindo aos humanos explorar e habitar a superfície lunar”, disse Wen, diretor do LEER.
“Estamos agora trabalhando continuamente para melhorar a extração de metal e outros materiais úteis do regolito, bem como projetar processos automatizados, em colaboração com pesquisadores canadenses e internacionais, para facilitar a utilização de recursos in-situ e apoiar a economia espacial circular.”
Uma ameaça potencial ao futuro da humanidade no espaço são os milhões de pedaços de detritos em movimento rápido que viajam pela Terra e pelas órbitas da Lua. A Agência Espacial Europeia (ESA) equipara uma colisão com uma partícula de um centímetro de detritos espaciais viajando a 10 km/s à colisão de um pequeno carro a 40 km/h.
A equipa de investigação do LEER está a trabalhar para resolver este problema, reciclando material de satélite extinto numa fonte de combustível para o desenvolvimento espacial.
“Os satélites extintos têm um enorme valor potencial”, disse MacRobbie. “Eles são feitos de muitos materiais úteis, incluindo alumínio, que, quando adicionado ao regolito lunar, pode produzir uma reação termite e gerar calor”.
Usar a reação termite para reaproveitar detritos espaciais recuperados também fornece materiais para manter e desenvolver sistemas de satélites solares no espaço, garantindo energia para futuras explorações espaciais.
“Nossa pesquisa está transformando a ficção científica em realidade”, diz MacRobbie. “Nosso objetivo é ajudar a construir a infraestrutura e a tecnologia que permitirão o assentamento humano sustentável na Lua – e além”.
Mais informações sobre este trabalho podem ser encontradas nos artigos de pesquisa recentes, Leveraging the use of Novel Lunar ISRU and ISRP Processes with Space Based Solar Power and In-situ Regolith based Nanothermite Heating for Lunar Rovers and Equipment durante a Noite Lunar, ambos publicados pelo Federação Astronáutica Internacional.