O Hélio-3 é um material caro e a demanda por ele deve disparar. Por isso, algumas empresas estão planejando minerá-lo na Lua.
Ilustração de uma máquina de mineração na Lua
Um dos bens mais valiosos da Universidade de Lancaster está guardado em barris de cerveja.
Mas não está em um dos bares dos alunos.
Em um laboratório cuidadosamente trancado, fileiras de barris de metal estão organizadas em prateleiras e ligadas por tubos finos de cobre.
- O Hélio-3 é um tipo raro e caro de gás hélio.
- Cada litro custa cerca de 2 mil dólares (1.500 libras).
- Ele é usado para resfriar computadores quânticos e pode gerar energia limpa.
- A maior parte do Hélio-3 hoje vem de armas nucleares.
- Empresas planejam extrair o gás do solo da Lua a partir de 2027.
Os recipientes não estão cheios de cerveja premiada, mas sim de um gás chamado hélio-3, um dos materiais mais caros do mundo. Um único litro custa cerca de 2.000 dólares (1.500 libras), embora o preço possa variar.
O laboratório funciona há cerca de 50 anos. Naquela época, o hélio era bem barato, diz Dima Zmeev, professor sênior. Nossos antecessores, muito sábios, estocaram.
No futuro próximo, mais pessoas podem querer criar esse tipo de estoque. O Hélio-3 tem aplicações em computação quântica e fusão nuclear. No entanto, a principal fonte dele hoje é controlada e vem de armas nucleares. Especificamente, da decomposição do trítio, um tipo de hidrogênio, dentro dessas armas.
Em todo o mundo, dezenas de milhares de litros de Hélio-3 são provavelmente produzidos dessa forma todos os anos, estima David McCollum, cientista do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee. Mas a demanda futura pode superar em muito essa oferta.
Alguns empreendedores e pesquisadores dizem que precisamos de novas fontes de Hélio-3. Ele existe no solo terrestre, geralmente em concentrações muito baixas.
No entanto, amostras de poeira lunar, ou regolito, das missões Apollo sugerem que ele pode estar presente na Lua em concentrações relativamente altas. Com isso, já existem planos para recuperar Hélio-3 da Lua.
O Hélio-3 é um isótopo do hélio, definido pelo número de nêutrons no núcleo do átomo. O Hélio-4, com um nêutron a mais, é a versão comparativamente barata, um gás que enche balões de festa infantis.
Onde o Hélio-3 é usado
Zmeev usa hélio-3 em experimentos de física. Por exemplo, ele enche pequenas câmaras com a substância, em um projeto para detectar um tipo misterioso de partícula de matéria escura.
Se essa partícula colidir com um dos átomos de hélio-3, faria todos eles vibrarem. Isso gera calor, e esse leve aumento de temperatura pode ser medido.
O hélio-3 pode ser reutilizado várias vezes.
Cientistas misturam Hélio-3 e Hélio-4 em temperaturas muito baixas para criar as temperaturas mais baixas do universo conhecido, chegando à faixa de milikelvin (-273°C).
Quando os átomos de Hélio-3 se separam gradualmente de uma mistura diluída contendo os dois isótopos, eles formam uma camada pura de Hélio-3 na parte superior. Essa separação é uma mudança de fase que consome energia, gerando um efeito de resfriamento, como quando o vapor evapora de uma xícara de água quente.
O resfriamento à base de Hélio-3, ou refrigeração por diluição, é essencial para computadores quânticos.
Além disso, o Hélio-3 pode ser usado em alguns reatores de fusão nuclear para, um dia, criar enormes quantidades de energia limpa.
Planos de mineração lunar
Uma empresa que planeja extrair Hélio-3 da Lua é a Interlune, com sede em Seattle. Passamos os últimos quatro anos desenvolvendo, prototipando e testando tecnologias. Temos uma equipe de 30 pessoas, e está crescendo, diz Rob Meyerson, cofundador e diretor-executivo. Meyerson foi presidente da Blue Origin, a empresa de foguetes de Jeff Bezos, entre 2003 e 2018.
Um dos cofundadores da Interlune é Harrison Jack Schmitt, agora com mais de 90 anos, que andou na Lua durante a missão Apollo 17. Ele defende há muito tempo a recuperação de Hélio-3 do regolito lunar.
A Interlune testou alguns de seus equipamentos durante voos parabólicos, nos quais um avião voa em um grande arco para simular a gravidade zero. O equipamento da empresa pode ser integrado a um módulo lunar já no outono de 2027, diz Meyerson.
Eventualmente, a Interlune pretende colocar escavadeiras autônomas na Lua para coletar o material pulverulento e processá-lo. A ideia é triturar e agitar o regolito, liberando o Hélio-3 contido nele.
Ninguém sabe com certeza quais são as concentrações de Hélio-3 na Lua.
Paul Burke, do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, diz que as amostras de regolito da Apollo podem ter perdido parte do Hélio-3 ao retornar à Terra, distorcendo nossa compreensão de quanto existe por lá.
Além disso, pode não haver tantos depósitos de Hélio-3 quanto se espera, ou eles podem estar em profundidades de difícil acesso. É importante entendermos onde está o Hélio-3, diz Burke.
Como a Space News noticiou no ano passado, concentrações lunares entre algumas partes por bilhão (ppb) e 20 ppb podem exigir a escavação e o processamento de centenas de milhares de toneladas de regolito apenas para obter um quilo de Hélio-3. Uma perspectiva de mover montanhas, diz Burke.
Não estamos ignorando o fato de que teremos que processar grandes quantidades de regolito, diz Meyerson. O plano é economicamente viável Nós calculamos os números para tudo o que precisamos para chegar à Lua, extrair o Hélio-3 e trazê-lo de volta à Terra.
A Interlune se recusou a compartilhar esses números com a BBC, ou estimativas do custo total para desenvolver sua tecnologia.
Outra empresa americana, a Astrotech Corporation, também anunciou sua intenção de ir à Lua, neste caso, através de um foguete SpaceX Starship. A Astrotech extrairia o Hélio-3 do regolito aquecendo-o. Tom Pickens, diretor-executivo e diretor de tecnologia, diz: Tudo isso é desafiador.
Em aplicações espaciais anteriores, sua empresa fabricava espectrômetros de massa, instrumentos que identificam materiais como elementos químicos e medem suas concentrações.
O trabalho continua em um protótipo para extração lunar de Hélio-3, e Pickens está otimista: Você vai ver isso. A empresa tem sete ou oito pessoas trabalhando no projeto, acrescenta.
Os computadores quânticos podem um dia exigir milhares de litros de Hélio-3, dependendo de seu design, sugere McCollum. Ele e seus colegas publicaram recentemente um artigo analisando as necessidades de energia e recursos desses dispositivos.
Isso significa que os projetos lunares de Hélio-3 já estão atraindo interesse. Uma empresa de computação quântica sediada em Helsinque assinou um acordo de 300 milhões de dólares (223 milhões de libras) com a Interlune, para 10.000 litros de Hélio-3 anualmente de 2028 a 2037.
Mas existem alternativas. Alguns cientistas estão trabalhando em métodos de resfriamento de computadores quânticos que não dependam tanto do Hélio-3, por exemplo, aponta Richard Easther, da Universidade de Auckland.
E os caçadores de Hélio-3 podem ser capazes de recuperar volumes úteis da crosta terrestre. A Pulsar Helium, com sede em Portugal, está investigando a presença de Hélio-3 em um local em Minnesota.
As concentrações lá são de cerca de 12 ppb, diz Peter Barry, geoquímico da Instituição Oceanográfica Woods Hole e consultor científico da empresa.
A perfuração convencional poderia render Hélio-3 do solo, diz ele, acrescentando: Minnesota é muito mais fácil de alcançar do que a Lua.
