Rudarenje asteroida prije nekoliko godina bilo je među najambicioznijim idejama komercijalnog svemirskog sektora. Scenarij je djelovao jednostavno na papiru: letjelice se susreću s asteroidima bliskima Zemlji (Near-Earth Asteroids, NEA), izdvajaju sirovine i dopremaju ih do postrojenja u svemiru gdje bi se materijal prerađivao. Nakon vala spekulacija i niza propalih pothvata, tema je utihnula, dijelom zato što je tehnologija još daleko od pouzdane eksploatacije u uvjetima niske gravitacije, a dijelom zato što su se prioriteti industrije prebacili na ostvarivije ciljeve.
Interes ipak nije nestao. Obećanje budućnosti u kojoj se dio resursno intenzivne industrije seli izvan Zemlje i dalje privlači i ulagače i agencije. No uz infrastrukturu i tehnologiju, jedan je preduvjet posebno tvrdoglav: detaljno poznavanje sastava malih asteroida. U novoj studiji tim istraživača s Instituta za svemirske znanosti (ICE-CSIC) analizirao je uzorke asteroida C-tipa, bogatih ugljikom, koji čine oko 75% poznatih asteroida. Rezultati pokazuju da ti objekti mogu sadržavati važan “sirovinski portfelj”, ali i da put do stvarne eksploatacije ostaje znatno složeniji nego što se često prikazuje u popularnim vizijama.
Tim je vodio dr. Josep M. Trigo-Rodríguez, teorijski fizičar s Instituta za svemirske znanosti (ICE) i Katalonskog instituta za svemirske studije (IEEC) u Barceloni. U radu su sudjelovali doktorand Pau Grèbol-Tomàs (ICE i IEEC), dr. Jordi Ibanez-Insa (Geosciences Barcelona), prof. Jacinto Alonso-Azcárate (Universidad de Castilla-La Mancha) te prof. Maria Gritsevich (University of Helsinki i Institute of Physics and Technology, Ural Federal University). Studija je objavljena 2. siječnja u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Meteoritni uzorci kao prozor u male asteroide
Ugljični kondriti (C-kondriti) redovito padaju na Zemlju, ali se rijetko uspijevaju prikupiti u stanju pogodnom za istraživanja. Čine oko 5% svih meteorita, a njihova krhka građa često dovodi do raspadanja tijekom prolaska kroz atmosferu, pa uzorci budu izgubljeni ili kontaminirani. Većina dosad prikupljenih primjeraka pronađena je u pustinjskim područjima, ponajprije u Sahari i na Antarktici, gdje su uvjeti povoljniji za očuvanje i pronalazak.
Skupina “Asteroids, Comets, and Meteorites” pri ICE-CSIC, koju vodi Trigo-Rodríguez, proučava fizikalno-kemijska svojstva asteroida i kometa te djeluje i kao međunarodno spremište za NASA-inu antarktičku zbirku meteorita. U novom radu istraživači su odabrali i detaljno okarakterizirali uzorke, a potom ih je prof. Jacinto Alonso-Azcárate na Sveučilištue Castilla-La Mancha analizirao masenom spektrometrijom. Time je određena precizna kemijska struktura šest najčešćih razreda C-kondrita, što je ključno za procjenu može li se u budućnosti uopće govoriti o sustavnom vađenju resursa.
U priopćenju Španjolskog nacionalnog istraživačkog vijeća (CSIC) Trigo-Rodríguez je istaknuo: “Znanstveni interes za svaki od ovih meteorita je u tome što predstavljaju uzorke malih, nediferenciranih asteroida i pružaju vrijedne informacije o kemijskom sastavu i evolucijskoj povijesti tijela iz kojih potječu.” Dodao je: “U ICE-CSIC i IEEC specijalizirani smo za razvoj eksperimenata kako bismo bolje razumjeli svojstva tih asteroida i kako fizički procesi koji se odvijaju u svemiru utječu na njihovu prirodu i mineralogiju. Rad koji sada izlazi kulminacija je tog timskog napora.”
Razumijevanje raspodjele materijala u asteroidima presudno je jer su ti objekti izrazito heterogeni. Iako se u najširoj podjeli često navode tri osnovne skupine, C-tip (karbonati), M-tip (metalni) i S-tip (silikatni), asteroidi se dodatno razvrstavaju prema spektralnim svojstvima i orbiti. Uz to, riječ je o materijalu koji je preostao iz vremena formiranja Sunčeva sustava i koji je tijekom približno 4,5 milijardi godina prošao kroz složenu evoluciju. Bez preciznog sastava teško je procijeniti gdje bi se mogli nalaziti pojedini resursi, uključujući vodu i različite vrste ruda.
Gdje se otvara prostor, a gdje se zatvara priča
Prema rezultatima tima, rudarenje nediferenciranih asteroida, za koje se smatra da su matična tijela hondritskih meteorita, trenutačno je daleko od izvedivog. Studija je pritom izdvojila i jednu potencijalno zanimljivu metu, tip asteroida s izraženim pojasevima olivina i spinela, koji bi u budućnosti mogao biti relevantniji za operacije usmjerene na vađenje sirovina.
Autori dodatno naglašavaju da bi među prioritetima trebali biti asteroidi bogati vodom, s visokim udjelom minerala koji vežu vodu. Istodobno ističu potrebu za novim misijama povratka uzoraka kako bi se prije bilo kakve eksploatacije pouzdano potvrdio identitet matičnih tijela. Trigo-Rodríguez je upozorio: “Uz napredak koji predstavljaju misije povratka uzoraka, doista su potrebne tvrtke sposobne za odlučne korake u tehnološkom razvoju potrebnom za vađenje i prikupljanje tih materijala u uvjetima niske gravitacije. Obrada tih materijala i otpad koji bi pritom nastajao također bi imali značajan utjecaj koji treba kvantificirati i pravilno ublažiti.”
Zaključak tima je da će za bilo kakav realan pomak biti potrebni sustavi prikupljanja velikih razmjera te metode izdvajanja resursa u mikrogravitaciji. Trigo-Rodríguez pritom navodi: “Za određene ugljikate bogate vodom, izdvajanje vode za ponovnu uporabu čini se izvedivijim, bilo kao gorivo ili kao primarni resurs za istraživanje drugih svjetova.” Dodaje i širi kontekst: “To bi znanosti također moglo pružiti veće znanje o određenim tijelima koja bi jednog dana mogla ugroziti samo naše postojanje. Dugoročno bismo čak mogli rudariti i smanjivati potencijalno opasne asteroide kako bi prestali biti opasni.”
Grèbol-Tomàs naglašava da je rad na ovakvim uzorcima i metodološki izazovan i znanstveno bogat: “Proučavanje i odabir ovakvih meteorita u našoj čistoj sobi uz druge analitičke tehnike fascinantno je, osobito zbog raznolikosti minerala i kemijskih elemenata koje sadrže. Međutim, većina asteroida ima relativno male udjele plemenitih elemenata, pa je cilj naše studije bio razumjeti do koje bi mjere njihovo vađenje bilo izvedivo.” Zaključuje: “Zvuči kao znanstvena fantastika, ali i prilikom planiranja prvih misija povratka uzoraka prije trideset godina također je zvučalo kao znanstvena fantastika.”
Unatoč ograničenjima, potencijalne koristi rudarenja asteroida ostaju velike, što objašnjava zašto je tema posljednjih godina tako snažno prisutna. Osim plemenitih metala, brojni asteroidi sadrže vodeni led koji bi se mogao koristiti za proizvodnju goriva za misije u duboki svemir, ali i kao izvor vode za piće te za navodnjavanje usjeva. To bi smanjilo ovisnost o opskrbnim misijama sa Zemlje i povećalo samodostatnost robotskih misija i letova s posadom. Premještanjem rudarenja i proizvodnje u prostor između Zemlje i Mjeseca te u Glavni asteroidni pojas, smanjio bi se i okolišni teret koji takve industrije stvaraju na Zemlji.
Javni entuzijazam za rudarenje asteroida posljednjih se godina ohladio, ali razvoj nije stao. Dio pothvata i dalje radi na tehnologijama potrebnima za rad u uvjetima niske gravitacije. U isto vrijeme, agencije poput NASA-e i JAXA-e već su provele misije povratka uzoraka koje su otkrile mnogo o znanstvenoj i materijalnoj vrijednosti asteroida.
U bliskoj budućnosti kineska misija Tianwen-2 planira susret s asteroidom bliskim Zemlji (NEA) i kometom iz Glavnog asteroidnog pojasa. Iako bi do nastanka stabilne industrije svemirskih resursa mogla proći mnoga desetljeća, ili i dulje, sve je više aktera koji pokušavaju postaviti temelje za taj scenarij.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
