O Futuro da Economia Baseada no Espaço

Impulsionando a Economia para Cima

Com mais testes da Starship da SpaceX (SPCX ) em andamento, parece que o antigo sonho de ficção científica de colonização espacial está se tornando mais real a cada dia. Elon Musk até imagina uma primeira missão a Marte no final desta década, com colônias totalmente desenvolvidas nos próximos 20-30 anos.

Isso também ocorre no contexto de China e NASA tendo grandes planos para uma base permanente na Lua (as missões Artemis), bem como discussões sobre novas estações espaciais pela UE, Índia e Rússia, além da rapidamente crescente base chinesa.

Por enquanto, a tecnologia e a exploração espacial são principalmente impulsionadas pela pesquisa científica, prestígio nacional e a ambição de bilionários como Elon Musk e Jeff Bezos.

No entanto, a longo prazo, um esforço sustentável de colonização espacial deve ser economicamente viável. Historicamente, empreendimentos coloniais como a expansão europeia nas Américas foram possibilitados pelo alto valor de produtos locais como café, cacau ou açúcar.

Da mesma forma, qualquer construção de infraestrutura e colônias espaciais em escala suficientemente grande exigirá um retorno sólido sobre o investimento para as nações, empresas e indivíduos que a apoiam. Isso também será necessário para convencer pessoas suficientes a arriscar os perigos de um ambiente sem ar, irradiado e, de modo geral, muito hostil.

As Restrições Econômicas

Gravidade & Custos de Lançamento

O fato econômico central de qualquer economia baseada no espaço é que colocar coisas em órbita é caro… Muito caro.

Vencer o poço gravitacional da Terra requer toneladas de energia e maquinário muito avançado. Isso é especialmente verdadeiro para enviar pessoas ou equipamentos para órbitas geoestacionárias (GEO) ou tão longe quanto a Lua ou o espaço profundo.

Tal maquinário atualmente existe apenas na forma de foguetes, com foguetes reutilizáveis apenas recentemente viabilizados graças à SpaceX. Outros sistemas de lançamento além de foguetes podem mudar essa equação a longo prazo (mais sobre isso abaixo), mas este será o constrangimento central nas próximas décadas.

Por causa dos foguetes reutilizáveis da SpaceX, esse constrangimento se tornou um pouco menos pesado, permitindo que os EUA se tornassem, praticamente sozinhos, a força dominante em lançamentos orbitais nos últimos anos.

Fonte: Our World In Data

Mesmo com esse sucesso recente, isso significa que cada quilograma de qualquer coisa levado ao espaço vem com um preço adicional de vários milhares de dólares, e ainda um mínimo projetado de +$100/kg com uma frota hipotética completa das Starships da SpaceX.

Isso não é tão impactante para levar ao espaço chips avançados ou materiais e tecnologias preciosas. Mas coloca um preço muito alto em materiais simples e pesados como, por exemplo, alimentos ou aço.

Outra consequência desse fato central é que, uma vez que algo está em órbita ou no espaço profundo, você preferiria mantê‑lo lá.

Então missões de anos e reciclagem onipresente serão um fato da vida na economia baseada no espaço.

Custos de Tecnologia & Ambiente

Outro fator chave em equipamentos espaciais é que eles precisam operar em um ambiente muito hostil. Temperaturas extremas de frio e calor, vácuo total, micrometeoritos, vento solar, radiações, todas essas condições impõem requisitos extras e estresse nos materiais. Qualquer pequena falha pode se transformar rapidamente em catástrofe nessas condições.

Portanto, cada peça de equipamento e maquinário precisa ser mais robusta que o normal. E quase à prova de falhas. E com muita redundância.

Tudo isso custará dinheiro.

Então, qualquer coisa feita no espaço precisa de um bom motivo para ser feita lá em vez da Terra. Caso contrário, a economia simplesmente não fecha.

Sistemas de Sustentação da Vida

Por fim, embora provavelmente dependa fortemente da automação, a necessidade de precisão, inteligência e reatividade significará que humanos precisarão operar e manter grande parte da economia espacial.

Mas lembre‑se, levar coisas pesadas como alimentos à órbita tem um preço excessivo. Um quilograma de farinha de repente custa +$1.000, o mesmo para um litro de água. Até o ar agora é precioso.

Acima de certo número de astronautas em órbita, a única forma de tornar isso sustentável é produzir 99% do suprimento alimentar no local, talvez com apenas um fornecimento de sementes, vitaminas e comprimidos de minerais vindos da Terra.

Setores Lucrativos

No geral, produzir qualquer coisa, mantê‑la e até simplesmente sobreviver no espaço é caro. E será assim no futuro previsível.

Uma economia espacial sustentável deve gerar muito dinheiro para pagar seus custos. Para pagar às pessoas salários atraentes, para cobrir custos de lançamento e para equipar com hardware reforçado, precisará se envolver em atividades altamente lucrativas.

E porque tudo feito no espaço é mais caro, não será competitivo com a maioria das indústrias baseadas na Terra.

Ainda assim, várias atividades no espaço podem rapidamente se tornar extremamente lucrativas.

Turismo

Experimentar a ausência de peso ou ver a Terra a partir da órbita são experiências únicas que apenas algumas centenas de humanos privilegiados já tiveram. Isso as torna inerentemente atraentes, tanto para entusiastas da ciência quanto para os ricos entediados que buscam novas experiências.

Experiências ainda mais únicas poderiam ser desbloqueadas depois, como uma estadia na Lua, escalar um vulcão marciano de 21,9 km (13,6 milhas ou 72.000 pés) com um penhasco de 7 km de altura ou ver os anéis de Saturno de perto.

A indústria global de turismo é estimada em não menos de US$ 7,7 tri. Mesmo o segmento mais estreito e mais relevante para turismo espacial de turismo de luxo é estimado em US$ 1,9 tri.

Se apenas 1 % desse mercado fosse gasto em turismo espacial, isso representaria US$ 19 bi. Com um custo por lançamento de US$ 90 mi para o Falcon Heavy (e menor para a futura Starship), o turismo sozinho poderia financiar centenas de lançamentos por ano.

É muito provável que este seja um setor muito ativo nos primeiros anos da economia baseada no espaço.

E pode ficar em segundo plano quando outros setores se desenvolverem e a novidade desaparecer. Ser a primeira pessoa a escalar o Monte Olimpo não tem preço. Ser a 3 489ª ^ª é menos interessante, mesmo que isso não pare as muitas pessoas que pagam de US$ 30 mil a US$ 200 mil por uma expedição perigosa ao Monte Everest.

Como discutido em nosso artigo anterior “A Economia Marciana do Futuro”, o turismo pode começar nas proximidades da Terra, mas acabar sendo a principal indústria de “exportação” para as primeiras colônias marcianas.

Voos Suborbitais Rápidos

Viajar pela atmosfera é limitado pelo atrito do ar que desacelera e aquece aviões. Essa é uma razão chave pela qual o transporte comercial supersônico de passageiros nunca decolou de verdade.

Mas viajar a Mach 10‑20 não é um problema se você puder ir acima da atmosfera. Nesse contexto, viajar de Londres a Sidney poderia levar menos de 1‑2 horas.

A mesma velocidade é de grande interesse militar, com a SpaceX aparentemente comissionada pelo Pentágono para desenvolver um modo de mover rapidamente equipamentos ou pessoal militar.

“Pense em mover o equivalente a uma carga de C‑17 em qualquer ponto do globo em menos de uma hora. Pense nessa velocidade associada ao transporte de carga e pessoas,”

General Stephen Lyons ‑ ex‑comandante da USTRANSCOM

Telecomunicações Espaciais

Longe de ser mera especulação, isso já é realidade com a rede de internet via satélite Starlink da SpaceX, de alta velocidade e baixa latência.

Starlink já tem 3 milhões de assinantes e estima‑se que gere US$ 6,6 bi.

Outras empresas e Estados-nação estão buscando criar suas próprias constelações de internet em órbita baixa, incluindo Rússia, China, Amazon, OneWeb, etc. (AMZN )

Este é o primeiro projeto bem‑sucedido que requer infraestrutura espacial em larga escala, já que a Starlink representa 60 % de todos os satélites em órbita.

Fonte: Reddit

Projetos Governamentais

Como mencionado antes, isso não pode formar a base de uma economia espacial autossustentável. No entanto, questões de prestígio nacional, segurança nacional, bem como orçamento para pesquisa fundamental serão uma grande fonte de renda para as primeiras empresas espaciais.

Por exemplo, um esforço internacional para construir um radiotelescópio no lado oculto da Lua sozinho essencialmente subsidiaria a economia lunar por anos.

Fonte: NASA

Outro setor similar será a indústria de defesa. Por exemplo, a SpaceX supostamente está construindo uma versão militar do Starlink, chamada Starshield.

Energia Espacial

Depois de telecomunicações e turismo, outro segmento absolutamente massivo da economia global é a geração de energia.

As necessidades energéticas da nossa civilização poderiam ser atendidas de forma livre de carbono através de uma combinação de renováveis e nuclear, algo que discutimos em “Nossa Mistura Energética do Futuro”.

No entanto, uma opção alternativa ou complementar poderia ser colher luz solar tanto em órbita quanto na Lua e transmiti‑la de volta à Terra. Isso provavelmente não acontecerá em escala antes de 2035 ou mais tarde.

Entretanto, se provar ser uma solução competitiva para produção de energia, provavelmente formará a espinha dorsal da economia baseada no espaço, com o dinheiro proveniente da construção de geração de energia, venda dessa energia, bem como serviços de manutenção e reciclagem sendo a indústria central das nascentes colônias espaciais.

Fonte: Space Solar

Discutimos em maior detalhe como isso funciona e o que pode fazer ou quebrar a ideia em “Soluções de Energia Baseada no Espaço para Energia Limpa Infinita“.

Mineração de Asteroides

No geral, fazer coisas no espaço, especialmente sem ou com baixa gravidade, pode ser bastante complicado.

Em um ambiente sem peso, líquidos não permanecem no lugar, poeira e pós são especialmente problemáticos, e o fogo é ainda mais perigoso que o normal. Fabricar nessas condições pode ser difícil.

No entanto, há uma atividade industrial onde a ausência de peso seria altamente benéfica: mover milhares de toneladas de rochas para extrair minerais preciosos.

Uma grande parte dos custos da mineração na Terra está ligada à dificuldade de escavar, mover e triturar toneladas de rocha para obter poucos quilos ou até gramas de metal útil. Além disso, a maioria dos metais na Terra afundou profundamente no planeta, com apenas uma fração retornando à superfície por atividade geológica, formando veios de minério nas rochas.

Isso não acontece com asteroides. Muitos deles são muito ricos em metal; de fato, o cinturão de asteroides em nosso sistema solar contém ~8 % de asteroides ricos em metal (tipo M). Com todo o cinturão de asteroides pesando 2,4 quintilhões de toneladas, isso é muito metal.

Fonte: ESA

Na Terra, cavamos até 2‑4 km para ouro ou platina. Mas apenas um asteroide, 16 Psyche, pode ser um fragmento de 200 km de metal esperando ser minerado por um valor (nos preços atuais) de US$ 10‑700 quintilhões.

Então é fácil ver como essa atividade poderia superar toda a restante economia baseada no espaço combinada.

Utilização Local

Outra fonte de lucro para a mineração de asteroides será fornecer recursos básicos para operações espaciais.

Levar água, ferro, silício, lítio ou níquel à órbita é tão caro quanto são muito pesados. Em vez disso, explorar pequenos cometas ou asteroides para fornecer esses recursos a fábricas e colonos espaciais será altamente competitivo em relação a importações da Terra.

Fabricação Espacial (visão de Jeff Bezos)

Enquanto Elon Musk está focado nas colônias marcianas, o outro bilionário na corrida espacial, Jeff Bezos sonha com um trilhão de pessoas vivendo em gigantescas estações espaciais também conhecidas como cilindros O’Neil.

Neste cenário, uma economia baseada no espaço constrói progressivamente mini‑planetas artificiais capazes de abrigar bilhões de pessoas. E mover-se para órbita e longe da biosfera terrestre, afastando indústrias pesadas e poluentes.

Fonte: Blue Origin

Embora possa ser o ponto final, é improvável que aconteça em nossa vida. Isso se deve a algumas razões.

Enquanto a mineração de asteroides não for uma indústria massiva, a tecnologia e as matérias‑primas para cilindros O’Neil estarão fora de alcance.

E enquanto os cilindros O’Neil não forem realidade, a fabricação em massa em órbita para qualquer coisa além de naves, satélites e infraestruturas de apoio provavelmente será não competitiva.

Claro, isso poderia mudar se, por exemplo, regulamentações ambientais mais rígidas fossem implementadas. Contudo, considerando que a taxação de carbono ainda não é aplicada globalmente, restrições adicionais à atividade industrial são improváveis de acontecer em breve.

Alguma fabricação pode se beneficiar de ser feita no espaço; notavelmente, a produção de fibras ópticas melhores, ou alguns fármacos & químicos podem se beneficiar das condições de microgravidade. Contudo, a indústria pesada provavelmente permanecerá fora da Terra por enquanto.

Computação & Economia do Conhecimento

Enviar produtos físicos para cima e para baixo do poço gravitacional é uma forma certa de aumentar seu preço. Portanto, é improvável que vejamos a intensa globalização das cadeias de suprimentos como ocorre com o comércio marítimo ao viajar ao espaço neste século.

No entanto, essas limitações não são um problema para a transferência de dados, especialmente entre posições próximas como a órbita da Terra ou mesmo a Lua. O espaço também pode oferecer um ambiente extremamente frio, facilitando o resfriamento.

Isso poderia torná‑lo um local perfeito para executar tarefas de computação intensiva em energia. Com IA, computação quântica e realidade virtual se tornando partes dominantes da economia, podemos imaginar facilmente que a computação baseada no espaço poderia se tornar um novo centro de lucro para colônias espaciais.

De forma similar, cientistas, escritores e outros profissionais orientados a dados poderiam exportar seus serviços facilmente sem as restrições que o comércio de produtos físicos sofre.

Megaprojetos

Grande parte da indústria baseada no espaço deve depender de lucros rápidos provenientes da venda de energia, metais preciosos e talvez produtos de alta tecnologia e computação para a Terra.

Mas também é possível que a perspectiva de planetas inteiros de imóveis se torne um objetivo em si. Especialmente se o esforço se tornar tema de competição intensa entre países ou blocos culturais. Poderíamos ver uma repetição da colonização das Américas ou da “corrida pela África”, impulsionada mais pelo nacionalismo do que por cálculos econômicos racionais.

Se for esse o caso, devemos esperar alguns megaprojetos que tornem alcançar a órbita muito mais barato e se tornem o foco principal da economia baseada no espaço.

Um desses poderia ser a construção de um elevador espacial. O conceito tornaria o custo de alcançar a órbita quase trivial, e provavelmente seria necessário para criar a visão de “trilhão de pessoas no espaço” de Jeff Bezos.

Fonte: JHU Engineering

Visão Geral de uma Economia Espacial Madura

Órbita da Terra

Em órbita baixa da Terra, uma rede ultra‑densa de centenas de milhares de satélites fornece internet de alta velocidade em todos os lugares, bem como imagens de satélite instantâneas.

O turismo espacial agora é um lazer comum para os suficientemente ricos para pagá‑lo. E também as viagens intercontinentais em menos de uma hora. Poderíamos até ver indivíduos ultra‑ricos ou grandes corporações começando a comprar seus próprios foguetes privados, já que o preço de <$100 M para uma Starship está na faixa de superiate e jatos privados grandes.

Mais afastado, em órbitas geoestacionárias, uma rede de satélites de energia transmite energia de volta à Terra. Uma série de instalações para manutenção e reciclagem desses sistemas opera nas proximidades.

Lua

As primeiras bases lunares eurasiáticas e ocidentais se expandiram para um complexo industrial completo.

A produção de satélites de energia solar agora é feita principalmente aqui, já que os custos de lançamento são muito menores graças a 1/6 da gravidade terrestre e à ausência de atmosfera. Ou alternativamente, a maior parte da geração de energia baseada no espaço é feita na própria superfície lunar e apenas retransmitida para a Terra.

Alguns resorts de luxo ultra‑privados complementam as instalações industriais muito menos sofisticadas.

Fonte: ICON

Marte & Cinturão de Asteroides

Marte

A enorme distância e os custos associados impõem condições muito mais ásperas que nas proximidades da Terra.

No entanto, isso não impede colonos ambiciosos de fazer do planeta seu novo lar. A economia local ainda depende de importações, e fabricantes locais tentam constantemente estabelecer cadeias de suprimentos locais.

O planeta também é um hub central para reabastecimento, reparo e fornecimento de alimentos às estações de mineração de asteroides e naves que operam no cinturão de asteroides próximo.

Os residentes locais sonham com a terraformação do planeta, com o projeto de “verdejar o Universo” tornando‑se o valor central da nascente cultura marciana. Isso faz de Marte um hub de biotecnologia, com discussões crescentes sobre a ética da engenharia genética aplicada a humanos para acelerar o processo de colonização.

Fonte: Mind Matters

Cinturão

O cinturão de asteroides se transformou em um gigantesco local de extração de recursos semelhante ao interior da Austrália, ao Ártico russo ou a plataformas de petróleo offshore.

Ele continua alimentando a demanda ilimitada da Terra por matérias‑primas, especialmente metais do grupo da platina, ouro, prata e cobre, que colapsaram em preço devido à sua relativa nova abundância.

Fornecer matérias‑primas para as indústrias orbitais é a outra atividade principal.

Isso, por sua vez, permitiu a massiva eletrificação das economias terrestres, bem como um foco na descarbonização e substituição de plásticos por peças metálicas impressas em 3D.

Fonte: Mining.com

Outras Localizações

Outras colônias estão se desenvolvendo ou sendo planejadas, mas sua viabilidade econômica é dificultada por condições ainda mais severas e maiores distâncias.

Isso poderia incluir:

• Cidades flutuantes venusianas.
• Colonização das dezenas de luas de Júpiter e Saturno.
• Início de esforços de mineração em Mercúrio.
• Colonização da borda externa do sistema solar.

Fonte: IFLScience

Supercarregadores da Economia Espacial

Esta visão geral da economia baseada no espaço baseia‑se principalmente em tecnologias e conceitos conhecidos, sem necessidade de grandes descobertas científicas. É, sobretudo, uma questão de acesso a capital, desenvolvimento de soluções de engenharia e sua implementação.

No entanto, algumas tecnologias chave atualmente em desenvolvimento podem revolucionar a perspectiva de tornar a humanidade uma espécie viajante espacial.

Propulsores de Massa & Outros Sistemas de Lançamento

Foguetes dependem da expulsão de gases muito quentes para se impulsionar rapidamente contra a gravidade da Terra. Esse processo é inerentemente ineficiente e também impõe muito estresse nos materiais envolvidos. Por isso os foguetes são tão caros e por que a reutilização só foi alcançada recentemente.

Outro constrangimento é que foguetes precisam ser muito leves para conseguir se levantar.

Alternativamente, infraestruturas fixas que catapultam naves espaciais para órbita poderiam ser muito mais robustas e poderosas, ao menos em teoria. É mais barato, pois não precisam ser ultraleves e obtêm energia de uma rede elétrica próxima em vez de transportar combustível a bordo.

Este é o conceito de um propulsor de massa/railgun/catapulta espacial, essencialmente um trem maglev tão rápido que pode arremessar uma nave em órbita na velocidade de escape.

A China já está estudando desenvolver tal tecnologia, então pode estar mais próxima do que esperamos. Se bem‑sucedido, poderia reduzir em mais 10× o preço de lançamento orbital já muito reduzido pela SpaceX.

Outras infraestruturas de lançamento possíveis, como ganchos espaciais, elevadores espaciais ou anéis orbitais poderiam igualmente mudar o jogo, tornando alcançar a órbita tão barato quanto viajar entre continentes na Terra.

Fonte: Isaac Arthur

Fusão Nuclear

Energia abundante tornaria tudo mais barato, especialmente materiais de alta resistência e combustível. Assim, uma tecnologia como a fusão nuclear reduziria indiretamente e radicalmente o custo de alcançar a órbita.

Isso também forneceria energia ilimitada para operações de mineração de asteroides e colônias espaciais.

Além disso, um reator de fusão nuclear funcional poderia propulsar naves e reduzir o tempo de viagem entre a Terra e Marte de meses para poucos dias. Também traria até as partes mais distantes do sistema solar ao nosso alcance.

IA

IA avançada poderia substituir a maior parte das intervenções humanas atualmente necessárias para operar naves espaciais. Quanto mais longe uma missão espacial vai, maior o atraso de transmissão, tornando a tomada de decisão no local imprescindível. Especialmente ao enfrentar situações inesperadas.

Humanos precisam de ar, água, comida, proteção contra radiação, espaço habitável e até entretenimento. IA avançada pode permitir automação superior e reduzir drasticamente os custos de mineração de asteroides e missões de espaço profundo, ao mesmo tempo que elimina ou reduz fortemente a necessidade de tripulação.

Claro, salvaguardas sólidas para manter a IA sob controle podem ser necessárias…

Fonte: Space.com

Empresas Conquistando o Espaço

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) é um dos concorrentes mais sérios no mercado de foguetes reutilizáveis. A empresa inicialmente focou em pequenos foguetes, com o sistema de lançamento Electron (320 kg de carga), que está sendo progressivamente transformado em um foguete parcialmente reutilizável. Até agora, o Electron lançou 177 satélites em 44 lançamentos.

Posteriormente, a Rocket Lab pretende criar um foguete reutilizável de tamanho médio, o Neutron, comparável ao Falcon 9 (8 000 kg para LEO em modo totalmente reutilizável, 1 500 kg para Marte ou Vênus). O Neutron será movido por um motor a metano (como a Starship), que parece se tornar a tendência para a próxima geração de foguetes.

A empresa se destaca por seu processo de fabricação de satélites totalmente verticalmente integrado, permitindo otimizar custos e velocidade de design.

Isso resultou em múltiplos contratos com a NASA & o governo dos EUA, incluindo um contrato militar de US$ 515 mi. e um contrato civil de US$ 143 mi para a Globalstar.

Rocket Lab também é um grande fabricante de painéis solares para satélites após sua aquisição da SolAero Technologies em 2022, com mais de 1 000 satélites alimentados por esses painéis, e 4 MW de células solares fabricadas no total.

Por enquanto, seu sistema de lançamento depende de fornecedores externos, mas uma série de aquisições estratégicas  deve mudar isso, replicando na cadeia de lançamento a integração vertical já alcançada no design e fabricação de satélites.

A empresa também está avaliando a possibilidade de uma constelação de telecomunicações LEO para gerar receitas recorrentes. Também está contribuindo para pesquisas de fabricação no espaço com a Varda Space Industries e inspeção de detritos orbitais.

Enquanto a SpaceX contou com o talento empresarial de Elon Musk para desenvolver sua tecnologia do zero, a Rocket Lab usou uma combinação de P&D e aquisições para integrar verticalmente a tecnologia necessária. Isso tem se mostrado muito bem‑sucedido na fabricação de satélites, e agora eles buscam replicar essa estratégia para foguetes reutilizáveis.

Considerando o fluxo de caixa existente da produção de satélites & os sucessos do Electron, a Rocket Lab é um bom candidato para alcançar a vantagem inicial da SpaceX.

Para quem se interessa em investir nesta empresa, certifique‑se de conferir as principais corretoras de ações em sua região (por exemplo, para EUA, Reino Unido, Canadá, e Austrália) ou nosso artigo sobre os 10 Melhores Apps de Investimento.

2. Solar Foods

Esta empresa busca “produzir alimento a partir do ar”. Levou €8 milhões no final de 2023 para perseguir esse objetivo. Atualmente é uma empresa privada que pode não estar disponível para a maioria dos investidores.

O conceito é usar eletricidade para dividir água em oxigênio e hidrogênio e usar o hidrogênio, bem como CO₂ atmosférico e nutrientes minerais, para alimentar microrganismos que produzirão um pó seco composto por 70 % de proteína.

Comercializado sob a marca Solein, essa fonte de proteína contendo todos os 9 aminoácidos essenciais pode ser incorporada a outros ingredientes para criar uma fonte de nutrição muito densa.

A empresa tem como alvo explícito o mercado de exploração espacial. Ainda assim, também prevê que a longo prazo poderia revolucionar a produção de alimentos na Terra, pois oferece uma fonte de proteína que converte energia em proteína de forma muito eficiente.

“Alimentamos o micróbio como você alimentaria uma planta, mas em vez de regar e fertilizar, usamos apenas ar e eletricidade. Nosso processo atual é 20 x mais eficiente que a fotossíntese (e 200 vezes mais que a carne).”

Solar Foods recebeu a primeira aprovação regulatória de alimento novel para o Solein da Singapore Food Agency (SFA) em setembro de 2022.