Então já podemos sair da Terra e começar a construir bases na Lua ou em um asteróide? Conforme destacado em uma postagem recente do blog do Office of Science and Technology Policy, uma maneira de fazer isso rapidamente pode ser usar recursos no local. Mas como começamos? Podemos nos dar ao luxo de fazê-lo agora, neste clima econômico difícil?
A Space Magazine conversou com Philip Metzger, ex-físico sênior de pesquisa no Centro Espacial Kennedy da NASA, que explorou esse assunto extensivamente em seu site e em artigos publicados. Ele argumenta que fazer o espaço dessa maneira seria semelhante à maneira como os peregrinos exploraram a América do Norte. Na primeira de uma série de três partes, ele descreve a lógica e os primeiros passos para chegar lá.
UT: Dizem que o uso de recursos na Lua, Marte ou asteróides será mais barato do que transportar tudo da Terra. Ao mesmo tempo, existem custos de inicialização inerentes em termos de desenvolvimento de tecnologia para fazer essa extração e também de envio desse equipamento por lá, entre outras coisas. Como reconciliamos essas duas realidades?
PM: A indústria espacial terá um retorno tremendo, mas será caro começar. Há vários anos, fiquei frustrado porque achava que os interesses comerciais por si só seriam suficientes para iniciá-lo completamente em nossa geração; por isso, perguntei: podemos encontrar uma maneira barata para os governos do mundo (ou filantropos ou outros que talvez não tenham um interesse comercial imediato) para iniciá-lo simplesmente por causa dos benefícios sociais que trará? Por isso, meus colegas e eu escrevemos o artigo "Acesso rápido e acessível à indústria espacial e à civilização do sistema solar".
Estamos defendendo uma abordagem de bootstrapping, porque ajuda a resolver o problema do alto custo de inicialização e permite que a humanidade comece a colher os benefícios rapidamente, já que precisamos deles rapidamente. Uma abordagem de bootstrapping funciona assim: em vez de construir todo o hardware na Terra e enviá-lo para o espaço pronto para começar a fabricar coisas, podemos enviar um conjunto reduzido de hardware para o espaço e fazer apenas um pouco do que precisamos. Podemos enviar o restante das peças fabricadas da Terra e combiná-las com o que fabricamos no espaço. Com o tempo, continuamos fazendo isso até evoluirmos para uma capacidade total de fabricação no espaço.
Foi assim que as colônias da Terra se construíram até que finalmente conseguiram se igualar à indústria de suas terras. Os peregrinos, por exemplo, não trouxeram fábricas inteiras da Europa para o Mayflower. Agora, levou centenas de anos para construir a indústria americana, mas com robótica e fabricação avançada e com alguma intencionalidade, podemos fazer isso muito mais rapidamente, a um preço ainda acessível. Fizemos uma modelagem rudimentar dessa abordagem de bootstrapping e parece que seria uma pequena parte do nosso orçamento anual de espaço e poderia estabelecer a indústria em apenas algumas décadas.
O que eu acho que é ainda mais importante do que o custo é que, com uma abordagem de bootstrap, podemos começar imediatamente. Não precisamos concluir todo o design e desenvolvimento antecipadamente. Também distribui o custo ao longo do tempo, para que as despesas anuais sejam muito baixas. E isso nos dá tempo para evoluir nossa estratégia, descobrir o que funciona e o que terá um retorno econômico mais imediato à medida que avançamos. Muitas pessoas estão procurando maneiras imediatas de obter um retorno no espaço, e existem algumas ótimas idéias e tenho certeza de que serão bem-sucedidas. Um exemplo é configurar uma operação de mineração que reabasteça os satélites de comunicação em órbita geossíncrona. Esses tipos de atividades contribuirão e se beneficiarão do esforço para iniciar a indústria no espaço e gerarão receita para financiar sua parte do esforço.
UT: Por que você acha que a Lua é um bom local para começar as operações? Quais seriam algumas atividades para começar por lá? Como passamos de lá para o resto do sistema solar?
Quando meus colegas e eu escrevemos o artigo, estávamos focados na Lua em parte porque isso foi durante o programa Constellation da NASA para estabelecer um posto avançado lunar. No entanto, é igualmente possível usar asteróides próximos à Terra para iniciar essa indústria espacial, ou usar ambos. De qualquer forma, precisamos iniciar a indústria espacial perto da Terra. Isso manterá os custos de transporte baixos durante a inicialização. Também nos permite trabalhar com um atraso de tempo muito menor nas comunicações por rádio, o que é importante nos estágios iniciais antes que a robótica se torne suficientemente automatizada. Idealmente, o setor será totalmente automatizado; queremos que os robôs preparem o caminho para os humanos seguirem.
No entanto, se acharmos que precisaremos de seres humanos durante a inicialização inicial do setor - por exemplo, para consertar ou solucionar problemas de hardware quebrado ou executar tarefas complexas que os robôs ainda não podem executar -, começar perto da Terra se tornará ainda mais importante. Acontece que a Lua e asteróides são excelentes lugares para começar a indústria. Agora sabemos que eles têm água em abundância, minerais dos quais os metais podem ser refinados, carbono para a fabricação de plásticos e assim por diante. Fico feliz que haja empresas planejando desenvolver mineração nos dois locais para que possamos ver o que funciona melhor.
Outro motivo para iniciar a indústria perto da Terra é para que ela possa ter um retorno econômico inicial. No final, quando tudo, incluindo naves espaciais e depósitos de reabastecimento, são feitos no espaço por robótica autônoma, a indústria se torna auto-sustentável e nos pagará inestimavelmente sem nenhum custo adicional. Chegar a esse ponto exige algum investimento sério, e será mais fácil fazer os investimentos se estivermos recebendo algo de volta. Então, que tipo de retorno isso pode nos dar no curto prazo? Eu mantenho uma lista de idéias de como ganhar dinheiro no espaço, e há cerca de 19 itens na lista, alguns loucos e outros não tão loucos. Algumas das idéias sérias incluem: turismo espacial; fabricar e vender propulsores para a NASA para missões de exploração e ciência; devolver metais como platina para venda na Terra; e fabricar peças de reposição para outras atividades no espaço.
Algumas das coisas iniciais que faremos na Lua ou asteróides incluem aperfeiçoar as técnicas de mineração de baixa gravidade, aprender a tirar células solares do regolito e aprender a extrair metais úteis de minerais que não seriam considerados "minérios" aqui na terra. Tudo isso é possível e requer apenas um investimento modesto para fazê-los funcionar.
Levará décadas de esforço para tornar a indústria espacial auto-sustentável. Talvez duas décadas se começarmos imediatamente e trabalharmos de forma constante, ou talvez cinco décadas se tivermos um nível mais baixo de financiamento. Mas se a robótica avançar tão rápido quanto os roboticistas esperam, logo não haverá tarefa de fabricação que um robô não possa executar. Quando esse dia chegar, e montamos uma cadeia de suprimentos completa no espaço, será fácil enviar conjuntos de hardware para o cinturão de asteróides principal para começar a minerar e fabricar onde existem bilhões de vezes mais recursos do que aquilo que nós temos na terra.
Então, a indústria poderia construir embarcações de desembarque para levar equipamentos para a superfície de Marte, onde pode construir cidades e eventualmente até terraformar o planeta. Quando temos máquinas que podem usar recursos locais para realizar trabalhos e construir cópias de si mesmas, elas podem desempenhar o mesmo papel em mundos secos que a vida biológica desempenhou aqui em nossa Terra úmida. Eles podem transformar o meio ambiente e se tornar a cadeia alimentar, para que esses mundos sejam lugares onde a humanidade possa trabalhar e viver. Sei que isso parece ambicioso demais, mas 20 a 50 anos de crescimento da tecnologia farão uma enorme diferença, e estamos falando apenas de manufatura - não de ciência de foguetes - e isso é algo em que já somos bons aqui na Terra. Com apenas uma pequena extrapolação para o futuro, não é uma idéia maluca.
UT: Quais são as principais peças de equipamento e robótica que precisamos lá em cima para atingir esses objetivos?
PM: Há um projeto de código aberto interessante desenvolvendo o que eles chamam de “Conjunto de Construção da Aldeia Global”. São 50 máquinas que serão capazes de reiniciar a civilização. Inclui itens como um moinho de vento, uma retroescavadeira e uma impressora 3D. O que precisamos é o equivalente "Conjunto de Construção da Vila Lunar / Asteróide".
Um estudo foi realizado pela NASA em 1980 para determinar que conjunto de máquinas é necessário nas fábricas da Lua para construir 80% de suas próprias peças. Os outros 20% precisariam ser supridos constantemente da Terra. Em nosso artigo, argumentamos que podemos começar com muito menos de 80% de fechamento, tornando-o mais acessível e permitindo que iniciemos hoje, mas o sistema deve evoluir até atingir 100% de fechamento. Portanto, o primeiro conjunto de hardware pode produzir células solares brutas, metal, peças de metal impressas em 3D e propulsores de foguetes.
Basta ter isso para criar uma massa significativa da próxima geração de hardware, além de oferecer suporte à rede de transporte. Com o tempo, queremos desenvolver uma cadeia de suprimentos inteira, que seria mais extensa do que apenas 50 tipos diferentes de máquinas. Porém, antes de colocarmos algo no espaço, vamos testá-los em locais acidentados aqui na Terra e, no processo, descobriremos que conjunto de máquinas faz mais sentido para a primeira geração. A idéia é aprender à medida que avançamos, para que possamos começar imediatamente.
Este é o primeiro de uma série de três partes sobre a construção de uma base espacial. Amanhã: quanto dinheiro seria necessário? Depois de amanhã: tornar os robôs remotos inteligentes.
