Come la Terra, i corpi planetari come la Luna, Marte, gli asteroidi e le comete contengono vaste riserve di risorse preziose. Ciò ha attirato l'attenzione di ricercatori e industriali allo stesso modo, che sperano un giorno di estrarli per sostenere l'economia spaziale. Tuttavia, la creazione di qualsiasi tipo di industria mineraria extraterrestre sarà un compito difficile. Vediamo cosa incontreranno gli umani nello spazio in quest'area.
Utilizzo delle risorse in loco
Quando pensi alle miniere extraterrestri, probabilmente immagini di estrarre materiali da vari corpi nello spazio e consegnarli sulla Terra. Ma è improbabile che questo sia il primo esempio commercialmente valido. Se volessimo stabilire una presenza umana permanente sulla luna, come propone la NASA, dovremmo ricostituire la scorta di astronauti che vivono lì. Risorse come l'acqua possono essere riciclate solo in una certa misura.
Allo stesso tempo, lanciare risorse dalla Terra è molto costoso. Nel 2018, il lancio di 1 kg di materiale nell'orbita terrestre bassa costava circa $ 2400 e ancor di più per il lancio più in alto o sulla Luna. È probabile che i materiali estratti nello spazio vengano utilizzati nello spazio per risparmiare su questi costi. La raccolta dei materiali necessari a livello locale è chiamata "utilizzo delle risorse a livello locale". Può includere qualsiasi cosa, dall'estrazione del ghiaccio alla raccolta del terreno per le strutture edilizie. La NASA sta attualmente studiando la possibilità di costruire edifici sulla luna utilizzando la stampa 3D.
L'estrazione spaziale può anche cambiare il modo in cui vengono controllati i satelliti. Secondo la pratica esistente, i satelliti lasciano l'orbita dopo 10-20 anni, quando esauriscono il carburante. Uno degli obiettivi principali delle compagnie spaziali come Orbit Fab è sviluppare un tipo di satellite che possa essere rifornito di carburante con il carburante raccolto nello spazio.
Quali risorse ci sono?
Quando si tratta di opportunità minerarie al di fuori della Terra, ci sono diverse risorse utili e abbondanti. Alcuni asteroidi contengono enormi quantità di metalli del gruppo ferro, nichel, oro e platino che possono essere utilizzati nell'edilizia e nell'elettronica. La regolite lunare (roccia e suolo) contiene elio-3, che potrebbe diventare una risorsa preziosa in futuro se la fusione nucleare diventa praticabile e diffusa. La società britannica Metalysis ha sviluppato un processo in grado di estrarre ossigeno dalla regolite lunare.
Si prevede che il ghiaccio esista sulla superficie della Luna, in crateri permanentemente in ombra vicino ai suoi poli. Gli scienziati ritengono inoltre che esista ghiaccio sotto la superficie di Marte, asteroidi e comete. Può essere utilizzato per sostenere la vita o scomposto in ossigeno e idrogeno e utilizzato come combustibile.
Come estrarremo minerali nello spazio?
Alcune proposte di mining al di fuori della Terra sono simili al mining sulla Terra. Ad esempio, possiamo estrarre la regolite lunare con una terna o estrarre un asteroide con una macchina per scavare tunnel. Altre proposte sono insolite, ad esempio l'uso di una macchina sottovuoto per disegnare la regolite attraverso un tubo.
I ricercatori dell'Università di Sydney, New South Wales e dell'Australian National University suggeriscono di utilizzare il biomining. In questo caso, i batteri trasportati sull'asteroide consumeranno determinati minerali e rilasceranno gas che possono essere raccolti dalla sonda.
Quali problemi restano?
Il lavoro svolto presso l'Australian Center for Space Engineering Research dell'UNSW riguarda la ricerca di modi per ridurre i rischi nell'industria delle risorse spaziali. Naturalmente, ci sono molti problemi tecnici ed economici. Gli stessi costi di avvio che rendono molti desiderosi di iniziare l'attività mineraria al di fuori della Terra significano anche che la spedizione di attrezzature minerarie nello spazio sarà costosa. Per essere convenienti (o addirittura fattibili), le operazioni di mining devono essere il più leggere possibile.
L'estrazione extraterrestre deve essere in gran parte automatizzata o controllata a distanza, date le ulteriori sfide dell'invio di esseri umani nello spazio, come la necessità di supporto vitale, evitare le radiazioni e costi di lancio aggiuntivi. Tuttavia, anche i sistemi minerari sulla Terra non sono ancora completamente automatizzati. Prima di iniziare a scavare sugli asteroidi, devi migliorare la robotica.
Sebbene i veicoli spaziali siano atterrati su asteroidi diverse volte e abbiano persino recuperato campioni, il nostro tasso di successo complessivo per gli atterraggi su asteroidi e comete è basso.
Ci sono anche considerazioni ambientali. L'estrazione spaziale può aiutare a ridurre l'estrazione di minerali dalla Terra. Ma se l'estrazione al di fuori della Terra si traduce in una diminuzione, non in un aumento, del numero di lanci di razzi, o se le risorse vengono riportate sulla Terra e utilizzate su di essa.
Mentre la raccolta di risorse nello spazio può significare che non è necessario lanciarle dalla Terra, inevitabilmente si verificheranno più lanci con lo sviluppo dell'economia spaziale. Inoltre, c'è la questione se i metodi di estrazione proposti funzioneranno nell'ambiente spaziale. Diversi corpi planetari hanno atmosfere (o mancanza di esse), gravità, geologia e ambienti elettrostatici diversi (ad esempio, il suolo può essere caricato elettricamente a causa delle particelle del Sole).
Non è ancora noto come queste condizioni influenzeranno le operazioni extraterrestri.
Anche se questo è solo l'inizio, un certo numero di aziende stanno attualmente sviluppando tecnologie per l'estrazione extraterrestre, l'esplorazione spaziale e altri usi dello spazio.
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