Nueva evaluación de la viabilidad de la minería en asteroides

Queda mucho por conocer sobre la composición química de los pequeños asteroides. Su potencial para albergar metales valiosos, materiales del sistema solar primitivo y la posibilidad de obtener un registro geoquímico de sus cuerpos progenitores, los convierte en candidatos prometedores para la futura utilización de recursos espaciales.

Un equipo liderado por investigadores del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)), en España, ha analizado muestras de asteroides de tipo C, cuerpos menores del sistema solar ricos en carbono, progenitores de las condritas carbonáceas.

Los hallazgos del nuevo estudio respaldan la idea de que estos asteroides pueden servir como fuentes de materiales cruciales y para identificar a sus cuerpos progenitores, así como para la planificación de futuras misiones y para el desarrollo de nuevas tecnologías destinadas a la explotación de recursos.

Las condritas carbonáceas caen del cielo de manera natural, aunque con una proporción de un 5% respecto al resto de caídas de meteoritos. Sin embargo, buena parte de ellas son tan frágiles que se fragmentan y nunca son recolectadas. Por ello, son raras y principalmente se hallan en regiones desérticas, como el Sáhara o la Antártida. «El interés científico en cada uno de estos meteoritos es que proporcionan valiosa información sobre la composición química e historia evolutiva de esos cuerpos de los que proceden», afirma Josep M. Trigo-Rodríguez, autor principal del estudio y astrofísico del IEEC en el ICE.

El equipo científico del IEEC y el ICE seleccionó, caracterizó y proporcionó las muestras de asteroides que se analizaron mediante la técnica de espectroscopía de masas en la Universidad de Castilla-La Mancha por el profesor Jacinto Alonso-Azcárate. De este modo, han determinado las abundancias químicas precisas de las seis clases de condritas carbonáceas más comunes, planteando a la comunidad científica si sería viable su futura extracción.

El grupo de investigación de Asteroides, Cometas y Meteoritos del ICE investiga las propiedades físico-químicas de los materiales que conforman las superficies de asteroides y cometas y ha realizado múltiples contribuciones en este ámbito en la última década. «Desde el ICE y el IEEC, nos especializamos en el desarrollo de experimentos para conocer mejor las propiedades de estos asteroides y cómo los procesos físicos que ocurren en el espacio afectan a su naturaleza y mineralogía», señala Trigo-Rodríguez, que lidera este grupo.

Además, durante más de una década, el grupo ha estado involucrado en la selección y petición a la NASA de las diferentes condritas carbonáceas analizadas en este estudio, así como ideando diversos experimentos con ellas, puesto que el ICE es repositorio internacional de la colección antártica de meteoritos de la NASA. «El trabajo que ve ahora la luz es el colofón a ese esfuerzo de equipo», añade.

«Estudiar y seleccionar este tipo de meteoritos en nuestra sala blanca empleando otras técnicas analíticas resulta fascinante, particularmente por la diversidad de minerales y elementos químicos contenidos. Sin embargo, la mayoría de asteroides posee unas abundancias de elementos preciosos relativamente pequeñas y por ello el objetivo de nuestro estudio ha sido averiguar en qué medida su extracción sería viable», apunta Pau Grèbol Tomàs, investigador predoctoral del IEEC en el ICE.

«Aunque la mayoría de asteroides pequeños posean sus superficies cubiertas de materiales ya fragmentados formando el llamado regolito (y esto facilitaría el retorno de pequeñas cantidades de muestras), otra cosa muy distinta es el desarrollo de sistemas de recolección masiva para conseguir beneficios claros. En cualquier caso, esto merece ser explorado porque la búsqueda de recursos en el espacio podría minimizar el impacto de las actividades mineras sobre los ecosistemas terrestres», apunta Jordi Ibáñez-Insa, del Instituto de Geociencias de Barcelona (GEO3BCN, adscrito al CSIC) y coautor del estudio.

Imagen en luz reflejada de una lámina delgada de la condrita carbonácea CV3 de la colección antártica de la NASA analizada en el estudio. Pueden verse diversos cóndrulos con cristales brillantes de olivino contenidos en una matriz carbonácea. (Foto: J.M. Trigo-Rodríguez / ICE / CSIC)

El futuro de la exploración y la búsqueda de recursos en pequeños asteroides

Dada la diversidad presente en el cinturón principal de asteroides, es vital definir qué tipo de recursos podrían buscarse en ellos. Según Trigo-Rodríguez: «Son objetos pequeños y bastante heterogéneos, muy influenciados por su historia evolutiva, particularmente de colisiones y aproximaciones al Sol. Si buscamos agua, existen ciertos asteroides de los que proceden las condritas carbonáceas hidratadas que, en cambio, poseerán menos metales en estado nativo. Tras 4.560 millones de años desde su formación, cada asteroide alberga una composición diferente».

Una de las conclusiones del estudio es que la minería de asteroides no diferenciados —restos primigenios de la formación del sistema solar considerados como los cuerpos progenitores de los meteoritos condríticos— todavía está lejos de ser viable. Por otro lado, el estudio apunta a un tipo de asteroides prístinos que poseen bandas de olivino y espinela para posible explotación minera. Un estudio químico integral de las condritas carbonáceas resulta esencial para identificar objetivos prometedores para la minería espacial. Sin embargo, el equipo señala que este esfuerzo debe ir acompañado de nuevas misiones de retorno de muestras para verificar la identidad de los cuerpos progenitores.

«En paralelo al avance que suponen las misiones de retorno de muestras, realmente se necesitan empresas capaces de realizar pasos decididos en el desarrollo tecnológico necesario para extraer y recolectar esos materiales en condiciones de baja gravedad. El procesado de esos materiales y los residuos generados también tendrían un impacto importante que convendría cuantificar y paliar debidamente», señala Trigo-Rodríguez.

El equipo está convencido de avances a muy corto plazo dado que la utilización de recursos in situ será un factor clave para futuros viajes de larga duración a la Luna y Marte, reduciendo la dependencia del reabastecimiento desde la Tierra. En ese sentido, los autores del estudio apuntan que si la extracción del agua fuese el objetivo, deberían seleccionarse asteroides alterados por agua que cuentan con un gran número de minerales que la contienen. «Suena a ciencia ficción, pero también lo parecía cuando hace treinta años se planeaban las primeras misiones de retorno de muestras», afirma Grèbol Tomàs.

En un contexto internacional, se han expuesto diferentes propuestas, como por ejemplo, capturar pequeños asteroides que pasen cerca de la Tierra y llevarlos a una órbita circunlunar para ser explotados. Para ciertos asteroides carbonáceos ricos en agua, parece más viable la extracción de agua para su reutilización, bien sea como combustible o como recurso primario para explorar otros mundos. «Eso también podría proporcionar a la ciencia un mayor conocimiento sobre ciertos cuerpos que un día podrían poner en jaque nuestra propia existencia. A largo plazo, incluso podríamos minar y empequeñecer asteroides potencialmente peligrosos para que dejasen de serlo», concluye Trigo-Rodríguez.

El estudio se titula «Assessing the metal and rare earth element mining potential of undifferentiated asteroids through the study of carbonaceous chondrites». Y se ha publicado en la revista académica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (Fuente: IEEC / ICE / CSIC)