Од чега су астероиди заиста направљени? Нова анализа приближава свемирско рударење стварности

Истраживачки тим предвођен Институтом свемирских наука (ИЦЕ-ЦСИЦ) испитао је узорке повезане са астероидима типа Ц, објектима богатим угљеником за које се верује да су оригинални извори карбонских хондрита. Њихови резултати, објављени у Монтхли Нотицес оф тхе Роиал Астрономицал Социети, јачају тврдњу да би ови астероиди могли да служе као важни резервоари материјала. Налази такође помажу научницима да идентификују одакле су ови метеорити дошли и подржавају планирање будућих свемирских мисија и технологија за екстракцију ресурса.

Ретки метеорити са древних астероида

Угљенични хондрити долазе на Земљу природним путем, али они чине само око 5% свих пада метеорита. Многи су изузетно крхки и распадају се пре него што се могу опоравити, што их чини посебно ретким. Када се пронађу, то је често у пустињским срединама као што су Сахара или Антарктик, где су услови очувања повољни.

„Научни интерес за сваки од ових метеорита је да они узоркују мале, недиференциране астероиде и дају драгоцене информације о хемијском саставу и еволуционој историји тела из којих потичу“, каже Јосеп М. Триго-Родригуез, водећи аутор студије и астрофизичар на ИЦЕ-ЦСИЦ Институту оф Спаце ИЕ Студиес (Институт оф Спаце-ЦСИЦ, Институте оф Спаце, ИЕ, ИЕ).

Мерење грађевинских блокова астероида

Да би спровео студију, ИЦЕ-ЦСИЦ тим је одабрао и пажљиво карактерисао узорке повезане са астероидима пре него што их је послао на детаљну хемијску анализу. Мерења су изведена помоћу масене спектрометрије на Универзитету Кастиља-Ла Манча од стране професора Јацинто Алонсо-Аскарате. Овај рад је омогућио истраживачима да одреде прецизан хемијски састав шест најчешћих типова карбонских хондрита и процене да ли би вађење материјала из њихових матичних астероида једног дана могло бити практично.

Група за истраживање астероида, комета и метеорита у ИЦЕ-ЦСИЦ-у провела је више од једне деценије проучавајући физичка и хемијска својства површина астероида и комета. „У ИЦЕ-ЦСИЦ и ИЕЕЦ смо специјализовани за развој експеримената како бисмо боље разумели својства ових астероида и како физички процеси који се дешавају у свемиру утичу на њихову природу и минералогију“, објашњава Триго-Родригуез.

Он такође напомиње да ИЦЕ-ЦСИЦ служи као међународно складиште за НАСА-ину колекцију антарктичких метеорита. Током протеклих десет година, помогао је у одабиру и тражењу неколико карбонских хондрита коришћених у овој студији и дизајнирао је више експеримената око њих. „Рад који се сада објављује је кулминација тог тимског рада“, каже он.

Да ли су ресурси астероида вредни вађења?

„Проучавање и одабир ових типова метеорита у нашој чистој просторији коришћењем других аналитичких техника је фасцинантно, посебно због разноликости минерала и хемијских елемената које садрже. Међутим, већина астероида има релативно мале количине драгоцених елемената, па је стога циљ нашег истраживања био да схватимо у којој мери би њихово вађење било одрживо“, каже Пау Гребол, предводник ТомаЦс истраживања.

Јорди Ибањез-Инса, коаутор студије и истраживач у Геосциенцес Барцелона (ГЕО3БЦН-ЦСИЦ), истиче да иако су многи мали астероиди прекривени лабавим површинским материјалом познатим као реголит, прикупљање малих узорака се веома разликује од вађења ресурса у обиму. „Иако већина малих астероида има површине прекривене фрагментираним материјалом који се зове реголит – а то би олакшало враћање малих количина узорака –, развој система за прикупљање великих размера за постизање јасних користи је сасвим друга ствар. У сваком случају, заслужује да се истражи јер би потрага за ресурсима у свемиру могла бити подложна минимизирању утицаја рударских активности на космосистеме“, каже он.

Избор правих астероида за будућност

Главни астероидни појас садржи огроман распон објеката, а разумевање ресурса које они поседују захтева пажљиву класификацију. Према Триго-Родригуезу, састав астероида увелико варира због њихове дуге и сложене историје. „Они су мали и прилично хетерогени објекти, под јаким утицајем њихове еволуционе историје, посебно судара и блиских приближавања Сунцу. Ако тражимо воду, постоје одређени астероиди од којих потичу хидратисани угљенични хондрити, који ће, напротив, имати мање метала у свом природном стању. Не заборавимо да је сваки њихов састав,5 милијарди година након4, имао другачији састав, након4. проучавањем хондритских метеорита“.

Један од кључних закључака истраживања је да ископавање недиференцираних астероида – првобитних остатака формације Сунчевог система који се сматрају претходницима хондритских метеорита – за сада остаје непрактично. Међутим, тим идентификује другачију класу релативно нетакнутих астероида који показују оливин и спинел потписе као обећавајуће рударске циљеве.

Да би поуздано идентификовали такве кандидате, истраживачи наглашавају важност детаљних хемијских студија карбонских хондрита у комбинацији са новим мисијама враћања узорака. Ове мисије би помогле да се потврди који су астероиди заиста повезани са метеоритима који се проучавају на Земљи.

Технологија, вода и дугорочна истраживања

„Упоредо са напретком који представљају мисије враћања узорака, компаније које су способне да предузму одлучне кораке у технолошком развоју неопходне за екстракцију и сакупљање ових материјала у условима ниске гравитације су заиста потребне. Обрада ових материјала и настали отпад такође би имали значајан утицај који би требало квантификовати и на одговарајући начин ублажити“, додаје Триго-Родригес.

Тим очекује напредак у блиској будућности, посебно пошто коришћење ресурса на лицу места постаје све важније за дуготрајне мисије на Месец и Марс. Коришћење материјала пронађених у свемиру могло би значајно да смањи потребу за залихама лансираним са Земље. Ако је вода примарна мета, истраживачи наглашавају да би приоритет требало да буду астероиди измењени водом и богати минералима који садрже воду.

Извлачење ресурса у окружењима ниске гравитације захтеваће потпуно нове приступе. „Звучи као научна фантастика, али је такође изгледало као научна фантастика када су прве мисије повратка биле планиране пре тридесет година“, каже Пау Гребол Томас.

Од планетарне одбране до свемирских ресурса

Глобално се већ расправља о неколико концепата, укључујући хватање малих астероида који пролазе близу Земље и њихово постављање у циркумлунарну орбиту ради проучавања и коришћења ресурса. Триго-Родригуез наглашава да астероиди богати водом могу бити посебно атрактивне мете. „За одређене угљеничне астероиде богате водом, вађење воде за поновну употребу изгледа одрживије, било као гориво или као примарни ресурс за истраживање других светова. Ово би такође могло да пружи науци веће знање о одређеним телима која би једног дана могла да угрозе само наше постојање. Дугорочно, могли бисмо чак и да рударимо и смањимо потенцијално опасне астероиде тако да престану да буду опасни“, рекао је он.