Un estudi pioner avalua la viabilitat de la mineria d’asteroides

Queda molt per conèixer sobre la composició química dels petits asteroides. El seu potencial per acollir metalls valuosos, materials del sistema solar primitiu i la possibilitat d’obtenir un registre geoquímic dels seus cossos progenitors els converteix en candidats prometedors per a la utilització futura de recursos espacials. Un equip liderat per investigadors de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) ha analitzat mostres d’asteroides tipus C, cossos menors del sistema solar rics en carboni, progenitors de les condrites carbonàcies. 

Les troballes, publicades a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, donen suport a la idea que aquests asteroides poden servir com a fonts de materials crucials i identificar els seus cossos progenitors, així com per a la planificació de futures missions i el desenvolupament de noves tecnologies per a l’explotació de recursos.

Les condrites carbonàcies cauen del cel de manera natural, encara que amb una proporció d’un 5% respecte a la resta de caigudes de meteorits. No obstant això, bona part d’elles són tan fràgils que es fragmenten i mai no són recuperades. Per això, són rares i principalment es localitzen a regions desèrtiques, com el Sàhara o l’Antàrtida. «L’interès científic en cadascun d’aquests meteorits és que mostregen petits asteroides no diferenciats: proporcionen informació valuosa sobre la composició química i història evolutiva dels cossos dels quals procedeixen», afirma Josep M. Trigo-Rodríguez, autor principal de l’estudi i astrofísic de l’IEEC a l’ICE-CSIC.

L’equip científic de l’IEEC i l’ICE-CSIC va seleccionar, caracteritzar i proporcionar les mostres d’asteroides que van analitzar-se mitjançant la tècnica d’espectroscòpia de masses a la Universitat de Castella-la Manxa pel professor Jacinto Alonso-Azcárate. D’aquesta manera, han determinat les abundàncies químiques precises de les sis classes de condrites carbonàcies més comunes, i han plantejat a la comunitat científica si seria viable la seva futura extracció.

El grup de recerca d’Asteroides, Cometes i Meteorits de l’ICE-CSIC investiga les propietats fisicoquímiques dels materials que conformen les superfícies d’asteroides i cometes i ha realitzat múltiples contribucions en aquest àmbit en l’última dècada. «Des de l’ICE-CSIC i l’IEEC, ens especialitzem en el desenvolupament d’experiments per conèixer millor les propietats d’aquests asteroides i com els processos físics que ocorren a l’espai afecten la seva naturalesa i mineralogia», assenyala Trigo-Rodríguez, que lidera aquest grup.

A més, durant més d’una dècada, el grup ha estat involucrat en la selecció i petició a la NASA de les diferents condrites carbonàcies analitzades en aquest estudi, així com ideant diversos experiments, ja que l’ICE-CSIC és repositori internacional de la col·lecció Antàrtica de meteorits de la NASA. «La feina que veu ara la llum és el colofó ​​a aquest esforç d’equip», afegeix.

«Estudiar i seleccionar aquest tipus de meteorits a la nostra sala blanca emprant altres tècniques analítiques resulta fascinant, particularment per la diversitat de minerals i elements químics continguts. No obstant això, la majoria d’asteroides tenen unes abundàncies d’elements preciosos relativament petites, i per això l’objectiu del nostre estudi ha estat comprendre en quina mesura la seva extracció seria viable», apunta Pau Grèbol Tomàs, investigador predoctoral de l’IEEC a l’ICE-CSIC. 

«Encara que la majoria d’asteroides petits posseeixin les seves superfícies cobertes de materials ja fragmentats que formen l’anomenada regolita (i això facilitaria el retorn de petites quantitats de mostres), el desenvolupament de sistemes de recol·lecció massiva per aconseguir beneficis clars és una cosa ben diferent. En qualsevol cas, val la pena explorar-ho perquè la cerca de recursos a l’espai podria minimitzar l’impacte de les activitats mineres sobre els ecosistemes terrestres», apunta Jordi Ibáñez-Insa, de l’Institut Geociències Barcelona (GEO3BCN-CSIC) i coautor de l’estudi.

Atesa la diversitat present al cinturó principal d’asteroides, és clau definir quin tipus de recursos podrien buscar-s’hi. Segons Trigo-Rodríguez: «Són objectes petits i força heterogenis, molt influenciats per la seva història evolutiva, particularment de col·lisions i aproximacions al Sol. Si busquem aigua, hi ha certs asteroides dels quals procedeixen les condrites carbonàcies hidratades que, per contra, posseiran menys metalls en estat nadiu. Després de 4.560 milions d’anys des de la seva formació, cada asteroide acull una composició diferent».

Una de les conclusions de l’estudi és que la mineria d’asteroides no diferenciats —restes primigènies de la formació del sistema solar considerades com els cossos progenitors dels meteorits condrítics— encara està lluny de ser viable. D’altra banda, l’estudi apunta a un tipus d’asteroides prístins que tenen bandes d’olivina i espinel·la per a possible explotació minera. Un estudi químic integral de les condrites carbonàcies resulta essencial per identificar objectius prometedors per a la mineria espacial. Tot i això, l’equip assenyala que aquest esforç ha d’anar acompanyat de noves missions de retorn de mostres per verificar la identitat dels cossos progenitors.

«En paral·lel a l’avenç que suposen les missions de retorn de mostres, realment es necessiten empreses capaces de fer passos decidits en el desenvolupament tecnològic necessari per extreure i recol·lectar aquests materials en condicions de baixa gravetat. El processament d’aquests materials i els residus generats també tindrien un impacte important que convindria quantificar i pal·liar degudament», assenyala Trigo-Rodríguez.

L’equip està convençut d’avenços a curt termini atès que la utilització de recursos in situ serà un factor clau per a futurs viatges de llarga durada a la Lluna i Mart, reduint la dependència del reabastament des de la Terra. En aquest sentit, els autors apunten que si l’extracció de l’aigua fos l’objectiu, s’haurien de seleccionar asteroides alterats per aigua que compten amb un gran nombre de minerals que la contenen. «Sona a ciència ficció, però també ho semblava quan fa trenta anys es planejaven les primeres missions de retorn de mostres», afirma Grèbol Tomàs.

En un context internacional s’han exposat diferents propostes, com ara capturar petits asteroides que passin prop de la Terra i portar-los a una òrbita circumlunar per ser explotats. Per a certs asteroides carbonacis rics en aigua, sembla més viable l’extracció d’aigua per a la seva reutilització, bé sigui com a combustible o com a recurs primari per explorar altres mons. «Això també podria proporcionar a la ciència un coneixement més gran sobre certs cossos que un dia podrien posar en perill la nostra pròpia existència. A llarg termini, fins i tot podríem minar i empetitir asteroides potencialment perillosos perquè deixessin de ser-ho», conclou Trigo-Rodríguez.

Nota de premsa preparada en col·laboració amb l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC).