اكتشف علماء الفيزياء الفلكية الكويكبات المناسبة لاستخراج الموارد في الفضاء

العلماء معهد علوم الفضاء قام ICE-CSIC بتحليل التركيب الكيميائي لأنواع مختلفة من الكوندريتات الكربونية لتحديد الكويكبات التي قد تكون أكثر واعدة لاستخراج موارد قيمة في البعثات الفضائية المستقبلية. وتعتبر هذه النيازك النادرة أحد أهم مصادر المعلومات حول النظام الشمسي المبكر، وتساعد خصائصها على فهم المواد التي تتكون منها الكويكبات الصغيرة. يتم نشر النتائج في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

إحدى هذه العينات هي جزء رفيع من الكوندريت CV3 من مجموعة ناسا في القطب الجنوبي. في الضوء المنعكس، يبدو وكأنه فسيفساء: بلورات الزبرجد الزيتوني اللامعة منسوجة حرفيًا في مصفوفة كربون داكنة. وهذه الهياكل هي التي تمنح الباحثين المفتاح لفهم كيفية تشكل الأجسام الأولية للنظام الشمسي وأي منها قد يحمل معادن أو مياه أو معادن مفيدة.

لطالما اشتبه علماء الكواكب وعلماء الفيزياء الفلكية في أن الكويكبات الصغيرة ربما حافظت على مواد “بدائية” من النظام الشمسي المبكر. يحتوي بعضها على ماء، والبعض الآخر يحتوي على معادن أو معادن نادرة أو مركبات عضوية. ومع ذلك، فإن مثل هذه النيازك نادرة. حوالي خمسة بالمائة فقط مما يسقط على الأرض عبارة عن كوندريتات كربونية. العديد من العينات هشة وتتفكك أثناء وجودها في الغلاف الجوي، لذا فإن معظم العينات التي تم العثور عليها تأتي من الصحاري والقارة القطبية الجنوبية.

يشرح عالم الفيزياء الفلكية جوزيب م. تريجو رودريغيز قيمة هذه الصخور بهذه الطريقة:

“إنها أمثلة على الأجسام الصغيرة التي لم تتعرض أبدًا للحرارة الشديدة. إنها مستودعات للمعلومات حول ما تم بناء الكواكب منه ذات يوم.”

كيف تعمل مثل هذه الكويكبات؟

استخدم فريق ICE-CSIC، مع زملاء من جامعة كاستيا لا مانشا (إسبانيا)، قياس الطيف الكتلي لتحديد التركيب الكيميائي لستة أنواع رئيسية من الكوندريتات الكربونية بدقة. النقطة المهمة هي أنه من خلال دراسة النيازك، يمكنك فهم العناصر التي تتكون منها الكويكبات الأم. وهذا يساعد على تقييم قيمتها مقدمًا وتحديد ما إذا كانت تستحق النظر فيها كأهداف للتعدين.

يلاحظ العلماء أن أسطح العديد من الكويكبات الصغيرة مغطاة بالثرى السائب. ويمكن بالفعل جمع عينات صغيرة من هذه الأجسام بسهولة نسبية، كما تؤكد البعثات الأخيرة لوكالة ناسا وجاكسا. لكن نقل الإنتاج الصناعي إلى الفضاء مهمة ذات نطاق مختلف تمامًا.

يؤكد باو جريبول توماس من ICE-CSIC:

“تحتوي معظم الكويكبات على عدد قليل جدًا من العناصر القيمة. أردنا أن نفهم متى يكون التعدين منطقيًا بالفعل.”

ما هي الكويكبات المناسبة للموارد

الاستنتاج الرئيسي للدراسة هو أن الكويكبات غير المتمايزة – “الشظايا الأولية” من عصر تكوين النظام الشمسي – لا تزال ذات أهمية علمية وليست ذات قيمة عملية. ومع ذلك، هناك استثناءات. والأكثر واعدة هي تلك الأشياء النادرة التي توجد بها مجموعات من الزبرجد الزيتوني والإسبنيل. قد يشير تركيبها المعدني إلى وجود محتوى أعلى من المواد القابلة للتعدين.

ويتطلب العثور على مثل هذه الأهداف تحليلًا كيميائيًا متعمقًا للكوندريتات، بالإضافة إلى مهمات جديدة لإعادة العينات. هذه هي الطريقة الوحيدة لتحديد الجسم الذي أصبح أصل نيزك معين بشكل موثوق.

لماذا هذا مطلوب للبعثات المستقبلية؟

يعتقد الباحثون أن تنمية الموارد المحلية ستكون أساسية للبعثات طويلة المدى إلى القمر والمريخ. وللماء قيمة خاصة: إذ يمكن فصله إلى هيدروجين وأكسجين واستخدامه كوقود للصواريخ. ولذلك، تعتبر الكويكبات التي كانت على اتصال بالماء ومعادن رطبة محفوظة ذات أولوية.

هناك المزيد من الأفكار الجريئة. على سبيل المثال، التقاط الكويكبات الصغيرة التي تمر بالقرب من الأرض ونقلها إلى المدار القمري لاستخراجها بشكل آمن ومريح. ووفقا لتريجو رودريجيز، فإن هذا لا يمكن أن يوفر الموارد فحسب، بل أيضا معرفة جديدة حول الأجسام التي يمكن أن تشكل تهديدا للأرض.

ويقول: “على المدى الطويل، قد نكون قادرين على تقليص حجم الكويكبات الخطرة، وتحويلها من مصدر تهديد إلى مصدر للمواد المفيدة”.

ويشير الفريق إلى أن تطوير التكنولوجيا يعد خطوة حاسمة. ويتعين علينا أن نتعلم كيفية استخراج الموارد ومعالجتها في ظروف الجاذبية المنخفضة، حيث لا تنجح الطرق الأرضية التقليدية ببساطة. وهذا يشمل إعادة تدوير النفايات ومنع تلوث الفضاء في المستقبل.

على الرغم من أن العديد من الأشياء تبدو وكأنها خيال علمي، إلا أن العلماء يتذكرون أنه قبل 30 عامًا فقط، كانت بعثات عودة العينات تبدو مذهلة تمامًا. لقد أصبحت الآن جزءًا من الواقع، والخطوة التالية هي فهم الكويكبات التي يمكنها تزويد البشرية بموارد خارج الأرض.