Esplorare asteroidi per cercare acqua e metalli

Il potenziale dell’estrazione mineraria spaziale – inclusa l’identificazione di asteroidi vicini a Marte e Giove più adatti all’estrazione di metalli preziosi e acqua – è stato esplorato in un nuovo studio.

 

 

Ricerche pubblicate su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society hanno esaminato quanto l’idea di estrarre materiali da asteroidi sarebbe stata valida in futuro.

Molto è ancora sconosciuto sulla composizione chimica dei piccoli asteroidi, ma il loro potenziale di contenere metalli preziosi, materiali provenienti dal primo sistema solare e la possibilità di ottenere un registro geochimico dei loro corpi madre li rendono candidati promettenti per il futuro utilizzo delle risorse spaziali.

Un team guidato dall’Istituto di Scienze Spaziali (ICE-CSIC) in Spagna ha analizzato meteoriti caduti sulla Terra, inclusi quelli della collezione antartica della NASA, per determinare la composizione chimica dei sei gruppi più comuni di condriti carbonacee.

Le loro scoperte supportano l’idea che questi asteroidi possano fungere da fonti materiali cruciali e identificare i loro corpi genitori, oltre che per pianificare future missioni e sviluppare nuove tecnologie per lo sfruttamento delle risorse.

Sono già state avanzate diverse proposte, come la cattura di piccoli asteroidi che passano vicino alla Terra e il loro posizionamento in orbita circumlunare per lo sfruttamento.

“Per alcuni asteroidi carbonacei ricchi d’acqua, estrarre acqua per il riutilizzo sembra più praticabile, sia come combustibile sia come risorsa primaria per esplorare altri mondi”, ha detto il dottor Josep Trigo-Rodríguez, primo autore dello studio e astrofisico presso l’ICE-CSIC, affiliato all’Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC).

“Questo potrebbe anche fornire alla scienza una maggiore conoscenza su certi corpi che un giorno potrebbero minacciare la nostra stessa esistenza. A lungo termine, potremmo persino estrarre e ridurre asteroidi potenzialmente pericolosi affinché smettano di essere pericolosi.”

Le condriti carbonacee sono relativamente rare – rappresentano solo il 5 per cento delle cadute di meteoriti – e molte di esse sono così fragili da frammentarsi e non essere mai recuperate.

Quelli che lo sono stati si trovano solitamente in regioni desertiche, come il Sahara o l’Antartide.

“L’interesse scientifico per ciascuno di questi meteoriti è che campionano piccoli asteroidi indifferenziati e forniscono informazioni preziose sulla composizione chimica e sulla storia evolutiva dei corpi da cui provengono da esse,” ha spiegato il dottor Trigo-Rodríguez.

Pau Grèbol Tomás, ricercatore predottorato ICE-CSIC, ha dichiarato: “Studiare e selezionare questi tipi di meteoriti nella nostra stanza bianca e utilizzare altre tecniche analitiche è affascinante, soprattutto per la diversità di minerali ed elementi chimici che contengono.

“Tuttavia, la maggior parte degli asteroidi ha abbondanze relativamente piccole di elementi preziosi, e quindi l’obiettivo del nostro studio è stato capire fino a che punto la loro estrazione sarebbe fattibile.”

Il coautore dello studio Jordi Ibáñez-Insa, delle Geosciences Barcelona (GEO3BCN-CSIC), ha dichiarato: “Sebbene la maggior parte dei piccoli asteroidi abbia superfici ricoperte da materiale frammentato chiamato regolite – e ciò faciliterebbe il ritorno di piccole quantità di campioni – sviluppare sistemi di raccolta su larga scala per ottenere benefici chiari è una questione molto diversa.

“In ogni caso, merita di essere esplorata perché la ricerca di risorse nello spazio probabilmente minimizzerebbe l’impatto delle attività minerarie sugli ecosistemi terrestri.”

Data la diversità presente nella fascia principale degli asteroidi, è fondamentale definire quali tipi di risorse potrebbero trovarsi lì.

“Sono oggetti piccoli e piuttosto eterogenei, fortemente influenzati dalla loro storia evolutiva, in particolare dalle collisioni e dagli avvicinamenti ravvicinati al Sole”, ha detto il dottor Trigo-Rodríguez.

“Se cerchiamo acqua, ci sono certi asteroidi da cui provengono condriti carboniche idratate, che, al contrario, avranno meno metalli nel loro stato nativo.

“Non dimentichiamo che, dopo 4,56 miliardi di anni dalla loro formazione, ogni asteroide ha una composizione diversa, come rivelato dallo studio dei meteoriti condritici.”

Una delle conclusioni dello studio è che l’estrazione di asteroidi indifferenziati – i resti primordiali della formazione del sistema solare considerati i corpi progenitori dei meteoriti condritici – è ancora lontana dall’essere vitale.

D’altra parte, lo studio indica un tipo di asteroide incontaminato con bande di olivina e spinela come potenziale bersaglio per l’estrazione mineraria. Un’analisi chimica completa delle condriti carbonacee è essenziale per identificare obiettivi promettenti per l’estrazione spaziale.

Tuttavia, il team afferma che questo sforzo deve essere accompagnato da nuove missioni di ritorno di campioni per verificare l’identità dei corpi progenitori.

“Accanto ai progressi rappresentati dalle missioni di ritorno di campioni, sono davvero necessarie aziende in grado di compiere passi decisivi nello sviluppo tecnologico necessario per estrarre e raccogliere questi materiali in condizioni di bassa gravità,” ha aggiunto il dottor Trigo-Rodríguez.

“La lavorazione di questi materiali e dei rifiuti generati avrebbero anch’essi un impatto significativo che dovrebbe essere quantificato e adeguatamente mitigato.”

Il team è fiducioso in progressi a breve termine, dato che l’uso delle risorse in situ sarà un fattore chiave per future missioni a lungo termine sulla Luna e su Marte, riducendo la dipendenza dal rifornimento dalla Terra.

A tal proposito, gli autori sottolineano che, se l’obiettivo fosse l’estrazione dell’acqua, dovrebbero essere selezionati asteroidi alterati dall’acqua con un’alta concentrazione di minerali contenenti acqua.

Sfruttare queste risorse in condizioni di bassa gravità richiede lo sviluppo di nuove tecniche di estrazione e lavorazione.

“Sembra fantascienza, ma sembrava anche fantascienza quando le prime missioni di ritorno campione erano pianificate 30 anni fa”, ha detto Grèbol Tomàs.

Il team scientifico dell’ICE-CSIC ha selezionato, caratterizzato e fornito i campioni di asteroidi, che sono stati analizzati tramite spettrometria di massa presso l’Università di Castilla-La Mancha dal Professor Jacinto Alonso-Azcárate.

Questo permise loro di determinare le precise abbondanze chimiche delle sei classi più comuni di condriti carbonacee, favorendo la discussione tra la comunità scientifica sulla fattibilità della loro futura estrazione.

Il gruppo di ricerca Asteroids, Comets, and Meteorites presso ICE-CSIC studia le proprietà fisicochimiche dei materiali che compongono le superfici di asteroidi e comete e ha dato numerosi contributi in questo campo nell’ultimo decennio.

“All’ICE-CSIC e all’IEEC, siamo specializzati nello sviluppo di esperimenti per comprendere meglio le proprietà di questi asteroidi e come i processi fisici che avvengono nello spazio influenzino la loro natura e la loro mineralogia”, ha detto il dottor Trigo-Rodríguez, che guida questo gruppo.

Per oltre un decennio è stato coinvolto nella selezione e richiesta alla NASA delle condriti carbonose analizzate in questo studio, oltre a ideare diversi esperimenti con esse.

“Il lavoro che viene ora pubblicato è il culmine di questo sforzo di squadra,” ha aggiunto il dottor Trigo-Rodríguez.

Immagine: J.M.Trigo-Rodríguez/ICE-CSIC