با رشد سریع بخش تجاری فضا، رؤیای تجاریسازی فضا تقریباً دستیافتنی به نظر میرسید. ایده اصلی این بود که سکوها و فضاپیماهایی ساخته شوند که بتوانند با سیارکهای نزدیک به زمین (NEA) ملاقات کنند، از آنها استخراج انجام دهند و سپس مواد بهدستآمده را به کارگاهها و کارخانههای مستقر در فضا منتقل کنند. این ایده از نظر جاهطلبی، همسطح با اعزام خدمه تجاری به مریخ تلقی میشد. اما پس از موجی از گمانهزنیها و شکست برخی سرمایهگذاریها، این برنامهها موقتاً کنار گذاشته شدند تا فناوریها به بلوغ برسند و دستاوردهای کلیدی دیگری ابتدا محقق شوند.
با این حال، رؤیای استخراج از سیارکها و آیندهای موسوم به «پساکمیابی» که میتواند به همراه داشته باشد، همچنان زنده است. افزون بر نیاز به زیرساختها و توسعههای فنی بیشتر، تحقیقات گستردهتری نیز لازم است تا ترکیب شیمیایی سیارکهای کوچک با دقت تعیین شود. در یک مطالعه جدید، تیمی از پژوهشگران به سرپرستی مؤسسه علوم فضایی (ICE-CSIC) نمونههایی از سیارکهای نوع C (غنی از کربن) را بررسی کردند؛ سیارکهایی که حدود ۷۵ درصد از کل سیارکهای شناختهشده را تشکیل میدهند. نتایج آنها نشان میدهد که این سیارکها میتوانند منبعی بسیار مهم از مواد خام باشند و فرصتهای تازهای برای بهرهبرداری از منابع فضایی در آینده فراهم کنند.
رهبری این تیم بر عهده دکتر خوسپ ام. تریگو-رودریگز، فیزیکدان نظری از مؤسسه علوم فضایی (ICE) و مؤسسه مطالعات فضایی کاتالونیا (IEEC) در بارسلونا بود. در این پژوهش، پائو گِربول-توماس دانشجوی دکتری (از ICE و IEEC)، دکتر جوردی ایبانِز-اینسا از ژئوساینس بارسلونا، پروفسور خاسینتو آلونسو-آسکاراته از دانشگاه کاستیا-لا مانچا و پروفسور ماریا گریستسویچ از دانشگاه هلسینکی و مؤسسه فیزیک و فناوری دانشگاه فدرال اورال نیز همکاری داشتند. نتایج این تحقیق در مقالهای منتشر میشود که قرار است در تاریخ ۲ ژانویه در نشریه Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) به چاپ برسد.
(اعتبار تصویر: ICE-CSIC / J. M. Trigo-Rodríguez و همکاران، ۲۰۲۵)
کندریتهای کربندار (کندریتهای نوع C) بهطور منظم به زمین سقوط میکنند، اما بهندرت توسط دانشمندان برای مطالعه بازیابی میشوند. این شهابسنگها تنها حدود ۵ درصد از کل شهابسنگهای یافتشده را تشکیل میدهند و به دلیل ساختار شکنندهشان، اغلب هنگام ورود به جو متلاشی شده و از بین میروند. تاکنون، بیشتر نمونههای بازیابیشده در مناطق بیابانی مانند صحرای آفریقا و قطب جنوب یافت شدهاند. گروه پژوهشی سیارکها، دنبالهدارها و شهابسنگها در ICE-CSIC، که تحت هدایت تریگو-رودریگز فعالیت میکند، به بررسی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی سیارکها و دنبالهدارها میپردازد و همچنین بهعنوان مخزن بینالمللی مجموعه شهابسنگهای قطب جنوب ناسا عمل میکند.
در این مطالعه اخیر، گروه پژوهشی نمونههای سیارکی را انتخاب و مشخصهیابی کرد و سپس این نمونهها توسط پروفسور آلونسو-آسکاراته در دانشگاه کاستیا-لا مانچا با استفاده از طیفسنجی جرمی مورد تجزیهوتحلیل قرار گرفتند. این روش امکان تعیین دقیق ترکیب شیمیایی شش رده رایج از کندریتهای کربندار را فراهم کرد و اطلاعات ارزشمندی درباره امکانپذیری استخراج منابع در آینده ارائه داد. تریگو-رودریگز در بیانیهای از سوی شورای ملی پژوهش اسپانیا (CSIC) گفت:
«اهمیت علمی هر یک از این شهابسنگها در این است که آنها نماینده سیارکهای کوچک و تمایزنیافته هستند و اطلاعات بسیار ارزشمندی درباره ترکیب شیمیایی و تاریخچه تکاملی اجرامی که از آنها منشأ گرفتهاند، ارائه میدهند. در ICE-CSIC و IEEC، ما در توسعه آزمایشهایی تخصص داریم که به درک بهتر ویژگیهای این سیارکها و تأثیر فرایندهای فیزیکی فضایی بر ماهیت و کانیشناسی آنها کمک میکند. پژوهشی که اکنون منتشر میشود، حاصل تلاش مشترک همین تیم است.»
شناخت میزان فراوانی مواد در سیارکها اهمیت حیاتی دارد، زیرا این اجرام بسیار ناهمگن هستند. اگرچه سیارکها معمولاً به سه دسته اصلی نوع C (کربندار)، نوع M (فلزی) و نوع S (سیلیکاتی) تقسیم میشوند، اما علاوه بر این، بر اساس ویژگیهای طیفی و مدارشان نیز طبقهبندی میگردند. از سوی دیگر، سیارکها بقایای اولیه شکلگیری منظومه شمسی هستند و بهشدت تحت تأثیر تاریخچه تکاملی طولانی خود، یعنی حدود ۴٫۵ میلیارد سال، قرار داشتهاند. بنابراین، دانستن ترکیب دقیق سیارکها برای تعیین محل احتمالی منابع مختلف مانند آب، فلزات و کانیها ضروری است.
بر اساس نتایج این تیم، استخراج از سیارکهای تمایزنیافته — که تصور میشود منشأ شهابسنگهای کندریتی باشند — در حال حاضر چندان عملی و مقرونبهصرفه نیست. با این حال، در این مطالعه نوعی سیارک شناسایی شد که غنی از کانیهایی مانند الیوین و اسپینل است و میتواند هدف مناسبی برای عملیات استخراج باشد. همچنین تأکید شده است که سیارکهای غنی از آب و دارای غلظت بالای کانیهای آبدار باید در اولویت انتخاب قرار گیرند. با این وجود، پژوهشگران بر ضرورت انجام مأموریتهای بازگشت نمونه بیشتر تأکید میکنند تا پیش از آغاز استخراج، هویت اجرام مادر با قطعیت تأیید شود. تریگو-رودریگز میگوید:
«در کنار پیشرفتهایی که مأموریتهای بازگشت نمونه به همراه داشتهاند، به شرکتهایی نیاز داریم که بتوانند گامهای قاطعانهای در توسعه فناوریهای لازم برای استخراج و جمعآوری این مواد در شرایط گرانش بسیار کم بردارند. همچنین، فرآوری این مواد و پسماندهای حاصل از آنها تأثیرات قابلتوجهی خواهد داشت که باید بهدقت ارزیابی و مدیریت شود.»
به گفته این پژوهشگران، تحقق این هدف مستلزم توسعه سامانههای جمعآوری در مقیاس بزرگ و روشهایی برای استخراج منابع در ریزگرانش است. تریگو-رودریگز توضیح میدهد: «برای برخی سیارکهای کربندار غنی از آب، استخراج آب برای استفاده مجدد — چه بهعنوان سوخت و چه بهعنوان منبع اصلی برای اکتشاف جهانهای دیگر — واقعبینانهتر به نظر میرسد. این کار همچنین میتواند دانش علمی ما را درباره اجرامی افزایش دهد که شاید روزی موجودیت ما را تهدید کنند. در بلندمدت، حتی میتوان سیارکهای بالقوه خطرناک را استخراج و کوچکتر کرد تا دیگر تهدیدی محسوب نشوند.»
گربول-توماس نیز میافزاید: «مطالعه و انتخاب این نوع شهابسنگها در اتاق تمیز ما با استفاده از روشهای تحلیلی گوناگون بسیار جذاب است، بهویژه به دلیل تنوع کانیها و عناصر شیمیایی موجود در آنها. با این حال، بیشتر سیارکها مقادیر نسبتاً کمی از عناصر گرانبها دارند؛ بنابراین هدف اصلی پژوهش ما این بوده که بررسی کنیم استخراج آنها تا چه حد میتواند عملی باشد. شاید این ایده شبیه داستانهای علمی–تخیلی به نظر برسد، اما سی سال پیش نیز مأموریتهای بازگشت نمونه چنین تصوری داشتند.»
در هر صورت، مزایای بالقوه استخراج از سیارکها بسیار گسترده است و به همین دلیل، این موضوع در دهه گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده است. افزون بر فلزات گرانبها، بسیاری از سیارکها حاوی یخ آب هستند که میتواند برای تولید سوخت مأموریتهای اعماق فضا و همچنین تأمین آب آشامیدنی و کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. چنین امری وابستگی به مأموریتهای تأمین مجدد از زمین را کاهش داده و به مأموریتهای رباتیک و سرنشیندار امکان خودکفایی بیشتر میدهد. همچنین، انتقال فعالیتهای استخراج و تولید به فضای نزدیک ماه و کمربند اصلی سیارکها میتواند اثرات زیستمحیطی این صنایع بر زمین را کاهش دهد.
اگرچه اشتیاق عمومی نسبت به استخراج از سیارکها در دهه گذشته فروکش کرده است، اما امروزه بسیاری از شرکتها همچنان در حال تحقیق و توسعه فناوریهای موردنیاز هستند. در همین راستا، آژانسهای فضایی مانند ناسا و ژاکسا مأموریتهای بازگشت نمونهای انجام دادهاند که نشان داده سیارکها از نظر علمی و مادی چه ظرفیت عظیمی دارند. در آیندهای نزدیک، مأموریت تیانوِن-۲ چین با یک سیارک نزدیک به زمین و یک دنبالهدار از کمربند اصلی سیارکها ملاقات خواهد کرد. هرچند ممکن است دههها — یا حتی بیشتر — طول بکشد تا صنعت منابع فضایی بهطور کامل شکل بگیرد، اما بسیاری از فعالان این حوزه آمادهاند تا از همین حالا وارد این عرصه نوظهور شوند.
