Quão acessível é o titânio na lua?

Minerar a Lua para extrair os seus recursos é um passo crítico no caminho da humanidade para o sistema solar. Um dos recursos mais comuns na Lua é considerado relativamente valioso aqui na Terra – o titânio. Custando US$ 10 mil a tonelada, é um dos metais mais valiosos usados ​​em diversas indústrias, como aeroespacial e nanotecnologia. Então, poderíamos utilizar o titânio da Lua para abastecer a economia da Terra com mais deste valioso material? Essa questão é o foco de um artigo de pesquisadores da Universidade de Uppsala, na Finlândia.

Não deveria ser surpresa que o titânio, o nono elemento mais comum do universo, seja abundante na Lua. A maior parte do titânio da Lua está contida em um mineral chamado ilmenita, que também está disponível na Terra por apenas cerca de US$ 390 por tonelada métrica. A ilmenita representa até 20% do volume de algumas rochas do Mar da Tranquilidade, onde os astronautas da Apollo pousaram e coletaram amostras.

Para garantir que representavam com precisão a quantidade potencial de titânio disponível neste local da Lua, os autores, Renaud Merle, Mikael Höök, Valentin Troll e Alexander Giegling, examinaram duas concentrações diferentes de ilmenita – 3% para o regolito geral na área e 15% para as rochas basálticas amostradas pelos astronautas da Apollo. Compararam então o potencial de produção de uma mina nesta região com a mina de Tellnes, na sua terra natal, a Noruega, uma das mais produtivas do mundo.

Tellnes fica no topo de um dos depósitos de titânio mais ricos do mundo, com cerca de 575 milhões de toneladas disponíveis para mineração. Embora seja diminuído em tamanho pela escala do Mar da Tranquilidade, sua alta concentração de 18% de TiO2 (dióxido de titânio – a forma mais comumente encontrada do material) significa que ele tem, sem dúvida, uma vida útil elevada e uma linha de base para comparar o saída de uma mina lunar. É importante ressaltar que produz regularmente 750 quilotons de ilmenita anualmente, representando cerca de 5% da produção mundial de titânio.

A operação da mina requer uma grande escavadeira e seis grandes caminhões basculantes. No total, as escavadeiras e os caminhões basculantes fabricados pela Caterpillar representam quase 2.500 toneladas de material a serem embarcados para a Lua. Os autores estimam que seriam necessários mais de 40 lançamentos de um Saturn V – aproximadamente o equivalente a quantos foram necessários para construir totalmente a ISS.

Uma vez que o equipamento esteja na Lua, ele ainda deverá estar ligado. Os grandes motores diesel que atualmente alimentam essas máquinas gigantescas não são realmente uma opção na Lua. Na Terra, a potência total necessária para operar todas as sete máquinas é de cerca de 11 MW, o que os autores pensam que poderia ser alcançado por uma combinação de energia solar e energia nuclear. No entanto, eles não mencionam como uma bateria grande o suficiente afetaria seus cálculos de peso.

Então, quão eficaz seria essa operação de mineração se tudo estivesse no lugar, ligado e funcionando? Existem várias maneiras de medir a eficácia, mas primeiro vejamos a quantidade total de titânio produzido. Os cálculos dos autores colocam a taxa de mineração esperada em cerca de 500 kt por ano – cerca de 2/3 do valor da produção de Tellnes – mas deve-se notar que serão necessários até 20 anos para atingir este nível.

Muita coisa pode mudar em 20 anos em termos de tecnologia e uso de materiais de forma mais geral, então, em última análise, este artigo não apresenta um argumento convincente sobre por que seria benéfico minerar titânio como uma solução econômica, especialmente porque as minas na Terra poderiam rapidamente aumentar sua produção para atender ao aumento da demanda terrestre.

No entanto, o processo de mineração tem uma vantagem adicional: quebrar a ilmenita para liberar o titânio também libera oxigênio, que é necessário para tudo, desde combustível de foguete até ar respirável. Assim, em vez de ir atrás do titânio especificamente, os primeiros esforços de mineração lunar poderiam concentrar-se no oxigénio contido na ilmenite e produzir titânio – aparentemente o mais valioso dos dois materiais na Terra – como efeito secundário.

No entanto, como salientam os autores no artigo, é duvidoso que tal projecto seja realizado nos próximos dez anos. Até então, as tecnologias continuarão a se desenvolver até que algum dia alguém extraia o primeiro pedaço de titânio da Lua. Resta saber onde este material valioso será mais útil quando isso acontecer.

Saber mais:
Merle et al. – Avaliando a plausibilidade da mineração de titânio lunar
UT – Pesquisadores desenvolveram uma plataforma de teste para separar materiais valiosos na Lua
UT – Finalmente, uma explicação para os hemisférios radicalmente diferentes da Lua
UT – A Lua pode ser mais rica em metal do que pensávamos

Imagem principal:
Uma instalação de mineração lunar coleta oxigênio do solo vulcânico rico em recursos do leste de Mare Serenitatis.
Crédito: NASA/Pat Rawlings