Asteroidi e Terre rare. Il futuro tra Spazio e Terra

La terra, altri pianeti e ulteriori grandi presenze astrali nel corso dei miliardi di anni sono stati colpiti dagli asteroidi, che da noi e colà hanno formato un gran numero di miniere d’oro, ferro, diamanti, carbone, terre rare che sul nostro pianeta sono state e sono estratte a ritmo frenetico e sono in via di esaurimento.

Per esempio il cratere di Chicxulub con un diametro di 180 km nella penisola dello Yucatán (Messico) – ottenuto dall’impatto del noto asteroide, che secondo le teorie dei fisici ispano-statunitensi Luis e Walter Álvarez ha condotto alla scomparsa dei dinosauri – ha formato un grande deposito di rame, diamanti, zirconi, ecc.

Lo sviluppo degli esseri umani è destinato a uscire dalla culla della terra, e la continua espansione della civiltà comporta il consumo di enormi risorse. Dopo la Luna, gli asteroidi sono diventati il ​​principale oggetto di sviluppo e utilizzo delle risorse spaziali umane, che dovrebbero essere necessariamente le energie “strategiche” dei futuri esseri umani. Secondo il tipo di spettro di emissione, gli scienziati dividono gli asteroidi nei seguenti tipi: C, M ed S.

Gli asteroidi di tipo C (carbonacei) sono la varietà più comune, formando circa il 75% degli asteroidi conosciuti. Sono ricchi di volatili e si distinguono per uno scarso albedo (rapporto percentuale della luce riflessa da un corpo celeste rispetto alla luce incidente), in quanto la loro composizione comprende una grande quantità di carbonio, oltre a rocce e minerali. La loro densità è in media di circa 1,7 g/cm cubo. Si verificano più frequentemente al bordo esterno della fascia degli asteroidi, a 3,5 unità astronomiche dal Sole, dove l’80% degli asteroidi è di questo tipo, mentre solo il 40% degli asteroidi a 2 Ua dal Sole sono di tipo C (un’Ua è pari alla distanza fra il Sole e la Terra). La proporzione di tipi C potrebbe effettivamente essere maggiore di questa, perché i tipi C sono molto più scuri (e quindi meno rilevabili) della maggior parte degli altri tipi di asteroidi ad eccezione di altre tipologie che si trovano principalmente all’estremità esterna della fascia degli asteroidi.

Gli asteroidi di tipo M sono una classe spettrale di asteroidi che sembrano contenere concentrazioni più elevate di fasi metalliche (ad esempio ferro-nichel) rispetto ad altre classi di asteroidi, e sono ampiamente ritenuti la fonte delle meteoriti di ferro.

Gli asteroidi di tipo S sono asteroidi con un tipo spettrale che è indicativo di una composizione mineralogica silicea (cioè pietrosa), da cui il nome. Hanno una densità relativamente elevata. Circa il 17% degli asteroidi è di questo tipo, rendendolo il secondo più comune dopo il tipo C. Ad esempio, l’asteroide N. 16 Psyche, scoperto il 17 marzo 1852 da Annibale de Gasparis dall’Osservatorio astronomico di Capodimonte a Napoli – ha un diametro di circa 250 chilometri. Alcuni scienziati stimano che contenga cinquecento milioni di tonnellate di ferro, 5000 miliardi di tonnellate di nichel e centinaia di milioni di tonnellate di altri metalli rari, compreso l’oro.

Se gli esseri umani trascinassero questo asteroide in prossimità della Luna per operazioni minerarie e riportassero sulla terra metalli utili, il valore delle sue risorse sarebbe molto considerevole e potrebbe pure essere utilizzato come materia prima per la costruzione in situ  di veicoli per l’esplorazione con equipaggio. Esso svolgerebbe un ruolo importante e fornirebbe un importante trampolino di lancio per gli esseri umani per effettuare viaggi verso lo spazio profondo, quindi è diventato oggetto principale dello sviluppo e dell’utilizzo delle risorse spaziali umane.

Vi sono progetti per raggiungere 16 Psyche. La missione è stata approvata dalla Nasa il 4 gennaio 2017 ed era originariamente prevista per il lancio nell’ottobre 2023, con una manovra di assistenza gravitazionale terrestre nel 2024, un sorvolo di Marte nel 2025 e l’arrivo sull’asteroide nel 2030. Nel maggio 2017, la data di lancio è stata anticipata per mirare a una traiettoria più efficiente, con lancio nel 2022, con un supporto gravitazionale su Marte nel 2023 e arrivo nel 2026. Il 28 febbraio 2020, la Nasa ha assegnato a SpaceX un contratto da 117 milioni di dollari per il lancio della navicella spaziale Psyche e di due missioni secondarie smallsat su un razzo Falcon Heavy. A partire da ottobre 2022, si è deciso che la missione dovrebbe essere lanciata non prima dell’ottobre 2023, raggiungendo l’asteroide nell’agosto 2029. La distanza di 16 Psyche dalla Terra è pari a km. 376.217.445, ossia 2,514858 unità astronomiche.

Gli asteroidi hanno fondamentalmente una gravità debole e nessun ambiente atmosferico. Con il continuo sviluppo della tecnologia, è possibile eseguire rilevamenti multipli a basso costo e persino portare campioni nel ritorno. Queste attività di esplorazione svolgeranno anche un ruolo enorme nella tecnologia di esplorazione umana dello spazio profondo, tra cui la propulsione elettrica, il controllo preciso dell’orbita, la navigazione autonoma e la comunicazione nello spazio profondo.

Tutto questo non è altro che un’alternativa alle ultime risorse restanti sul pianeta Terra, in quanto è ben auspicabile uno scramble for outer space e non di certo guerre da parte dei più potenti per razziare le ultime ricchezze nei territori dei più deboli.

Per cui lo sviluppo delle progettazioni per miniere spaziali non è più solo un capitolo fantascientifico scritto da Jules Verne o da autori contemporanei, in quanto la tecnologia spaziale che consente agli esseri umani di atterrare sugli asteroidi e recuperare materie prime è stata dimostrata in termini di possibilità, in specie con l’ausilio dell’intelligenza artificiale ed equipaggi roboticamente umanoidi o semplicemente escavatori e/o prensili.

Già nel gennaio 2016 il sito web della rivista Wired ha pubblicato l’articolo Space Mining May Trigger Star Wars, in cui alcuni esperti hanno previsto che l’estrazione spaziale potrebbe essere una delle industrie più redditizie e vantaggiose per l’umanità nella prossima metà del sec. XXI. Quindi, quali tesori esistono sugli asteroidi e quali paesi e aziende sono attualmente ansiosi di provare a estrarli?

Oggi, alcune materie prime metalliche sulla terra sono scarse o sfruttate eccessivamente e molte aziende non possono fare a meno di guardare nelle profondità dello spazio per trovare più risorse.

Secondo il rilevamento della Nasa, nella fascia di asteroidi tra le orbite di Giove e Marte, milioni di rocce di diverse dimensioni (da mille chilometri a pochi metri di diametro) formano un anello attorno al Sole: è un lontano residuo della formazione del sistema solare. Gli scienziati hanno scoperto che sebbene alcuni asteroidi siano di piccole dimensioni, contengono – come abbiamo visto – ricche risorse di metalli, come ferro e platino di elevata purezza ecc. Essi distano circa 40 milioni di chilometri dalla Terra. Molte delle rocce hanno lasciato la fascia planetaria a causa di collisioni e molte di esse sono volate vicino al nostro pianeta.

Poiché non c’è quasi nessuna gravità sull’asteroide, si possono utilizzare macchine molto potenti tale che il loro peso non condizioni negativamente: è anche un grande vantaggio in quanto si sarebbe in grado di trasportare enormi materiali senza eccessivi sforzi di distacco dal corpo celeste. Sebbene questi progetti richiedano investimenti per miliardi di dollari, sono in ogni caso molto più economici rispetto all’estrazione mineraria sulla Luna o su Marte.

Secondo i resoconti dei media le società statunitense Deep Space Industries e Planetary Resources hanno iniziato da almeno sette anni a progettare sistemi di veicoli spaziali per indagare e trovare possibili obiettivi di sviluppo. La Planetary Resources sta esaminando una serie di satelliti di osservazione nello spazio per trovare gli asteroidi più adatti allo sfruttamento. Quando si atterra su di loro, è necessario montare le strutture necessarie e quindi da lì avviare lo sviluppo minerale.

In termini di scelta della soluzione tecnica, i macchinari e le attrezzature possono essere alimentati dall’energia solare, il che ridurrebbe notevolmente il carburante necessario per il trasporto dei macchinari dalla terra agli asteroidi. Si potrebbe limitare il numero di persone a bordo, quindi tutti i lavoratori, inclusi i robot, devono essere abbastanza leggeri; durante il processo di estrazione, ogni veicolo spaziale e le attrezzature devono essere fissate saldamente sull’asteroide per evitare che si allontanino e si perdano nello spazio a causa dell’assenza di gravità che in tal caso è un elemento di svantaggio.

Secondo i resoconti dei media stranieri, i ricercatori dell’Università di Bielefeld in Germania hanno creato un robot sulla struttura dell’insetto stecco in grado di procedere su terreni scalari e attraversarne di rocciosi. Può cercare e trasportare automaticamente merci su terreni difficili, il che si applicherebbe anche all’esplorazione di pianeti e non solo asteroidi. I Paesi interessati al coinvolgimento degli asteroidi per il loro sfruttamento di materie prime sono: Stati Uniti d’America, Repubblica Popolare della Cina, Russia, Germania, Lussemburgo, Emirati Arabi Uniti e Giappone, nonché l’Agenzia spaziale europea.

La Nasa ha formulato un piano di sviluppo spaziale per i prossimi venticinque anni e lancerà una serie di missioni di esplorazione sugli asteroidi, come catturarli e trascinarli in un’orbita nel sistema Terra-Luna non solo per l’estrazione mineraria ma anche per il mutamento di pericolose traiettorie.

A questo proposito nell’ottobre 2022, l’analisi dei dati ottenuti nelle ultime due settimane dal team di investigazione del veicolo-missione spaziale Double Asteroid Redirection Test (Dart) della Nasa ha mostrato che l’impatto cinetico del veicolo spaziale con il suo asteroide bersaglio, Dimorphos, ha alterato con successo l’orbita dell’asteroide. Questo segna la prima volta che l’umanità cambia di proposito il moto di un oggetto celeste e la prima dimostrazione su vasta scala della tecnologia di deflessione degli asteroidi.

“Tutti noi abbiamo la responsabilità di proteggere il nostro pianeta natale. Dopo tutto, è l’unico che abbiamo”, ha detto l’amministratore della Nasa Bill Nelson. “Questa missione mostra che la Nasa sta cercando di essere pronta per qualunque cosa l’universo ci lanci addosso. Questo è un momento di svolta per la difesa planetaria e per tutta l’umanità, a dimostrazione dell’impegno dell’eccezionale team della Nasa e dei partner di tutto il mondo”.

Per questa analisi, gli astronomi continueranno a studiare le immagini di Dimorphos dall’approccio terminale di Dart e dal Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids (LiciaCube): quest’ultima è una missione dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), e fa parte della missione Dart della Nasa. Il team Dart sta continuando a lavorare su questo ricca base di dati per comprendere appieno questo primo test di difesa planetaria della deflessione di un asteroide.