Após mais de cinco décadas, a humanidade almeja pisar novamente no solo lunar. Desta vez, os objetivos são mais ambiciosos e envolvem os interesses de empresas na mineração espacial. O texto publicado na CH 431 “É importante voltar à Lua?”, de Adilson de Oliveira, aborda a mineração do hélio-3, presente abundantemente no regolito lunar.
Associar a missão Artemis II ao hélio-3 e à promessa de uma fonte de energia mais limpa e abundante não pode passar despercebida pela sala de aula. Trata-se de um futuro que já começou, e os estudantes ainda verão muitos capítulos dessa história.
A missão Artemis II é um marco na volta do homem à Lua. Na aula de química, a mineração do hélio-3 pode ser bem discutida à luz da fusão nuclear para a geração de energia térmica que pode ser convertida em energia cinética e movimentar as turbinas das usinas nucleares. A dica de química propõe o uso de um vídeo como recurso para explorar o tema.
Primeiramente, o(a) professor(a) deve perguntar à turma se acompanharam as notícias sobre a Artemis II. Em seguida, deve-se distribuir uma folha de atividades em que constem perguntas relativas ao vídeo ao qual a turma assistirá a seguir. As perguntas devem abordar: a diferença entre fusão e fissão nuclear, qual a vantagem do hélio-3 em termos energéticos, quais os isótopos envolvidos na reação de fusão citada na reportagem, onde se encontra o hélio-3 na Lua, qual o seu estado físico e quais os desafios da exploração do hélio-3 lunar. As perguntas devem ser lidas com a turma para preparar a atenção dos estudantes ao vídeo que se seguirá. O vídeo sugerido é uma reportagem com a participação de um analista de clima – Prof. Pedro Côrtes. Após a exibição do vídeo, o(a) professor(a) deve discutir as respostas com os estudantes e a reação de fusão nuclear.
O hélio-3 e o deutério são isótopos estáveis e não radioativos. A reação de fusão nuclear é realizada em altas temperaturas levando os elementos ao estado de plasma, ou seja, separados dos seus respectivos elétrons. A reação entre o hélio-3 (23He) e o deutério (12H) só envolve seus núcleos. Produz hélio-4 ( 24He), prótons (p) e grande quantidade de energia.
23He+ 12H → 24He+p+energia
A vantagem da reação de fusão entre os núcleos de hélio-3 e deutério é que não há produção de nêutrons de alta energia que poderiam danificar as paredes do reator e formar subprodutos radioativos. Já os prótons são partículas carregadas e podem ser retidos por um campo elétrico.
Ao final da aula, para além do entendimento da reação da fusão do hélio-3, é importante que os estudantes percebam que uma nova fronteira para a obtenção de fontes de materiais de alta eficiência energética já começou – a mineração espacial.
