مینی قمر بعدی زمین می‌تواند برای معدنچیان سیارک‌ها تب طلا ایجاد کند

سیاره ما در سال ۲۰۲۴، یک «قمر دوم» داشت. این موضوع به کارآفرینان فضایی ایده‌ای روشن داد.

اعتبار تصویر: ویکی‌مدیا کامنز

تقریباً یک سال پیش، جامعه علوم فضایی شاهد ورود یک سیارک به مدار زمین و گردش آن به مدت تقریباً دو ماه بالای سر ما قبل از خروج بود. دانشمندان معمولاً چنین سیارک‌هایی را به دلیل خطری ردیابی می‌کنند که برای حیات روی زمین ایجاد می‌کنند، اما اگرچه آنها می‌توانند تهدیدی برای سیاره ما باشند، سیارک‌ها به دلیل فلزات گرانبهایی که در خود دارند، به طور بالقوه میلیاردها دلار ارزش دارند. به همین دلیل است که کارآفرینان و دانشمندان فضایی برای بازدید بعدی از سیارک‌ها، با هدف گرفتن سنگ‌های فضایی آینده و استخراج آنها، آماده می‌شوند.

بیشتر سیارک‌ها در حلقه‌هایی بین مریخ و مشتری به دور خورشید می‌چرخند. که به کمربند سیارکی معروف هستند و مهم‌تر از همه، برخی از این سیارک‌ها پر از فلزاتی هستند که می‌توانند برای ساخت لپ‌تاپ و تلفن‌های هوشمند استفاده شوند؛ فلزاتی مانند پلاتین، کبالت، آهن و حتی طلا. ناسا زمانی محاسبه کرده بود که فلزات موجود در این سیارک‌ها می‌تواند برای هر فرد روی زمین ۱۰۰ میلیون دلار ارزش داشته باشد و استخراج حتی فقط ۱۰ مورد از سودآورترین سیارک‌ها می‌تواند تا ۱.۵ تریلیون دلار سود داشته باشد.

یک سوال اساسی باقی می‌ماند: آیا می‌توانیم به این فلزات دسترسی پیدا کنیم؟

هر از گاهی، گرانش قوی مشتری، سیارکی را به سمت منظومه شمسی و گاهی به سمت زمین پرتاب می‌کند. سال گذشته، یکی از این سیارک‌ها وارد مدار زمین شد: سیارک 2024 PT5 از کمربند سیارکی آرجونا که حدود 93 میلیون مایل (150 میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله دارد.

2024 PT5 “مینی قمر” نامیده می‌شد، اگرچه این اصطلاح به طور کلی استفاده می‌شد. قرار است یک مینی‌ قمر یک دور کامل به دور زمین بچرخد، اما سیارک 2024 PT5 قبل از اینکه بتواند کل سفر را انجام دهد، از نیروی گرانش زمین خارج شد. با این حال، این سنگ فضایی، مدار ماه واقعی ما را در بالای سر منعکس می‌کرد و لقب مینی قمر را به آن داد – و در واقع پر از فلزات خاکی کمیاب بود.

آیا می‌توانیم یک سیارک را استخراج کنیم؟

در حالی که نمونه‌های سیارک قبلاً برای اهداف تحقیقاتی به زمین آورده شده‌اند، مانند ماموریت‌های OSIRIS-REx ناسا و Hayabusa2 ژاپن، هزینه این سفرها بین حدود 10 میلیون تا 150 میلیون دلار برای هر گرم ماده کاهش یافته است که هر شرکتی را ورشکست می‌کند که سعی در سودآوری منظم دارد.

بخشی از دلیل این قیمت بالا این است که اکثر سیارک‌ها معمولاً آنقدر دور هستند که استخراج آنها سودآور نیست. هزینه‌های سوخت و تجهیزات به تنهایی مقدار زیادی را به خود اختصاص می‌دهند. با این حال، اینجاست که مینی‌ قمر‌ها وارد می‌شوند. این اشیاء هدف بسیار قابل دستیابی‌تری برای استخراج سیارک‌ها هستند. به هر حال، آنها درست بالای سر ما هستند. در واقع، مشاهده‌ی قمر کوچک در سال گذشته، بسیاری از استارت‌آپ‌های استخراج فضایی را بر آن داشت تا برای بازدیدهای غیرمنتظره‌تر از سیارک‌ها برنامه‌ریزی کنند.

جوئل سرسل، بنیانگذار و مدیرعامل TransAstra، یک شرکت استخراج سیارک، در زمانی که 2024 PT5 در مدار بود، به Space.com گفت: “اگر سیستم‌های ما فعال و در حال کار بودند، می‌توانستیم برویم و آن را تهیه کنیم. ما به سمت آن پرواز می‌کردیم، آن را می‌گرفتیم و با مقدار بسیار کمی سوخت موشک، آن را در مدار بسیار پایداری قرار می‌دادیم. سپس یک منبع دائمی در فضا داریم که متعلق به ماست.”

با این حال، یک پیچیدگی وجود دارد: کارآفرینان فضایی و محققان علمی در مورد میزان رایج بودن مینی‌ماه‌ها اختلاف نظر دارند و کمتر از 10 مورد از آنها در دهه گذشته مشاهده شده است. این بدان معناست که اگرچه برنامه‌های زیادی برای چگونگی به دام انداختن این سیارک‌ها و استفاده از فلزات آنها وجود دارد، اما هیچ کس تاکنون موفق به انجام آن نشده است. با این حال، آنچه همه متخصصان بر آن توافق دارند این است که رسیدن به یک سیارک به طور کلی پرهزینه و دشوار است.

مصطفی حسنعلیان، دانشیار موسسه معدن و فناوری نیومکزیکو، به Space.com گفت: “گاهی اوقات آنها واقعاً داغ هستند؛ گاهی اوقات بسیار سرد. این چیزی است که آن را چالش برانگیز می‌کند، [همراه با] تابش، هر ماموریتی را به سیارک‌ها پیچیده می‌کند.”

در هر زمان معین، حدود دوازده سیارک کوچک در اطراف زمین وجود دارند، اما بیشتر آنها به اندازه‌ای بزرگ نیستند که سفر به آنها ارزشمند باشد – اما باز هم، قمرهای کوچک دقیقاً اندازه مناسبی دارند که استخراج آنها را از نظر اقتصادی امکان‌پذیر کند.

چالش در یافتن آنهاست. اما تیمی از دانشمندان در رصدخانه ورا سی. روبین که بزرگترین دوربین دیجیتال جهان را در اختیار دارد، پیش از این گفته بودند که پیشرفت در تشخیص سیارک‌ها امکان تشخیص بهتر قمرهای کوچک را فراهم می‌کند. با انتشار اولین تصاویر این رصدخانه در ماه ژوئن، به نظر می‌رسد استخراج فضایی فقط مسئله زمان است.

چه کسی می‌تواند آن را استخراج کند؟

شرکت‌های چینی بین ۸۰ تا ۹۰ درصد از صادرات فلزات خاکی کمیاب را کنترل می‌کنند که شرکت‌های خصوصی در ایالات متحده و جاهای دیگر را وادار کرده است تا به دنبال منابع جدید در مکان‌های بعید باشند. مس – مورد نیاز برای توربین‌های بادی، نیکل – مورد نیاز برای پنل‌های خورشیدی و پلاتین – حیاتی برای سلول‌های سوختی هیدروژنی – به وفور در سیارک‌های خاصی یافت می‌شوند.

بیشتر مواد کمیاب روی زمین از برخوردهای سیارکی قبلی ناشی می‌شوند، اما گرانش زمین عناصر سنگین‌تر را طی میلیاردها سال به هسته خود کشیده و تنها مقدار کمی از این فلزات را به اندازه کافی نزدیک به سطح برای استخراج باقی گذاشته است.

اولین «فرود نرم» سیارک غیرعمدی بود، زمانی که ناسا در سال ۲۰۰۱ پس از اتمام سوخت، فضاپیمای NEAR Shoemaker را روی سیارک اروس فرود آورد. با این حال، دانشمندان از اینکه فضاپیما اصلاً از فرود جان سالم به در برد، شگفت‌زده شدند و این ماموریت دو هفته بعد به دلیل دمای پایین سیارک متوقف شد. از آن زمان، چندین کشور با سیارک‌ها تماس برقرار کرده‌اند و ژاپن کمی بعد با هایابوسا به دنبال آن بود که در سال ۲۰۰۳ پرتاب شد و هایابوسا ۲ که در سال ۲۰۱۴ پرتاب شد. ناسا با ماموریت OSIRIS-REx که قبلاً ذکر شد، به سیارک دیگری رسید و در ۸ سپتامبر ۲۰۱۶ پرتاب شد و نمونه‌های خود را در ۲۴ سپتامبر ۲۰۲۳ رها کرد و به آخرین ماموریت فضایی برای بازگرداندن نمونه‌های سیارک برای آزمایش تبدیل شد. چین در ۲۸ مه ۲۰۲۵، فضاپیمای Tianwen-2 را پرتاب کرد و قرار است در سال ۲۰۲۷ نمونه‌هایی از سیارک‌ها را بازگرداند.

پس چرا ما در حال حاضر یک صنعت پررونق استخراج سیارک نداریم؟ خب، گذشته از مسائل مربوط به هزینه که ذکر شد، سیارک‌ها خیلی سریع می‌چرخند، که فرود بر روی آنها و استخراج فلزات را دشوار می‌کند. سرسل از TransAstra می‌گوید فضاپیماهایی که نمونه‌های سیارک‌ها را برمی‌دارند، واقعاً روی سیارک‌ها “فرود” نمی‌آیند. از آنجا که سیارک‌ها مانند سیارات جاذبه قوی ندارند، چیزی برای نگه داشتن Shapecraft به کف وجود ندارد. علاوه بر این، از آنجا که سیارک‌ها مانند زمین یا مریخ جو ندارند، در برابر برخورد هزاران ذره کوچک که ابرهای گرد و غبار را به هوا بلند می‌کنند و هر ماشین‌آلاتی را مسدود می‌کنند، آسیب‌پذیر هستند. در ماموریت‌های استخراج قبلی، دانشمندان با استفاده از یک بازوی رباتیک برای گرفتن قطعات زباله قبل از دور شدن سریع، این مشکل را حل کردند، اما این تاکتیک فقط روی مقادیر کمی از مواد کار می‌کند.

در نتیجه، به جای فرود مستقیم روی سیارک، کارآفرینان فضایی به دنبال راه‌هایی برای برداشت فلزات گرانبهای درون سیارک‌ها بدون نزدیک شدن به آنها هستند.

شرکت تترز آنلیمیتد، شرکتی که از ذهن آر. ال. فوروارد، نویسنده داستان‌های علمی تخیلی که به محقق تبدیل شد، و راب هویت، نویسنده داستان‌های علمی تخیلی زاده شد که به محقق تبدیل شد، با ناسا همکاری کرد تا وسیله‌ای برای گرفتن سیارک‌ها به جای فرود روی آنها طراحی کند.

ماهواره‌های این شرکت به گونه‌ای طراحی شده بودند که یک تور غول‌پیکر را به سمت سیارک پرتاب کرده و آن را قبل از یدک کشیدن به سمت جاذبه زمین، به دام بیندازند، جایی که ماهواره‌های کوچکتر فلز را خرد کرده و آن را با هزینه کمتری به سیاره می‌آورند. خط تور زاویه‌دار است تا از غلتیدن سیارک جلوگیری کرده و سرعت آن را کاهش دهد – همانطور که یک اسکیت‌باز روی یخ ممکن است پایش را دراز کند تا سرعت چرخش را کاهش دهد.

اما ناسا بودجه تترز را پایان داد، بنابراین این طرح به موقع برای گرفتن مینی قمر 2024 PT5 تولید نشد. حسنعلیان، محققی در موسسه معدن و فناوری نیومکزیکو، از دنیای حشرات الهام می‌گیرد – با طرحی که توری را در مقابل مسیر یک سیارک مستقر می‌کند و آن را در یک شبکه تار عنکبوت مانند گرفتار می‌کند.

یکی از طرح‌های منحصر به فرد ربات که حسنعلیان به آن علاقه‌مند است. (اعتبار تصویر: مصطفی حسنعلیان)

در همین حال، طرح TransAstra همچنین شامل گرفتن سیارک به جای فرود آمدن روی آن است – اما این کار را با استفاده از ابزاری قدرتمندتر از رقبای خود انجام می‌دهد: خورشید.

TransAstra قصد دارد از آنچه که “نور خورشید متمرکز” می‌نامد برای تجزیه یک سیارک غنی از آب استفاده کند. این شرکت یک کیسه پلاستیکی غول‌پیکر – ساخته شده از پلی‌آمید – را برای پیچیدن سیارک به دور آن مستقر می‌کند، که سرسل آن را با پوشش آلومینیومی مایلار یا فیلم چسبنده مقایسه می‌کند، قبل از استفاده از چیزی که به یک ذره‌بین پیشرفته شباهت دارد تا سیارک (که عمدتاً یخ است) را ذوب کند و فلزات گرانبها را باقی بگذارد.

سرسل می‌گوید این مینی‌ قمر «اندازه ایده‌آلی» برای چنین سرمایه‌گذاری دارد، هرچند متأسفانه مینی قمر قبل از اینکه TransAstra آماده استفاده از این فرصت باشد، از راه رسید. چشمان این شرکت به بازدیدکننده آسمانی بعدی دوخته شده است که می‌تواند از یک سال تا یک دهه دیگر از راه برسد.

هویت، از Tethers Unlimited، به Space.com گفت: «این‌طور نیست که شما هر ماه فرصت [استخراج یک مینی قمر] را داشته باشید.» «می‌توانید به پارک کردن آن در مدار زمین نگاهی بیندازید، اما این کار به مقدار زیادی سوخت نیاز دارد. همچنین باید بسیار مراقب باشید که آن را روی زمین نیندازید.»

در سال ۲۰۲۹، ناسا بلندپروازانه‌ترین مأموریت اکتشاف سیارک خود را تا به امروز راه‌اندازی خواهد کرد و کاوشگر Psyche را برای نقشه‌برداری از یک سیارک غنی از فلز با همین نام ارسال خواهد کرد. این می‌تواند زمینه را برای اولین صنعت بین‌ستاره‌ای فراهم کند. به گفته لیندی الکینز-تانتون، دانشمند ارشد ماموریت ناسا، که در گلوبال نیوز نقل شده است، ارزش سیارک ۱۶ Psyche معادل کوادریلیون دلار (یعنی ۱۵ صفر) است.

این مبلغ می‌تواند برای فروپاشی اقتصاد جهانی کافی باشد، بسته به اینکه مواد با چه سرعتی به زمین منتقل شوند. تأمین‌کنندگان عناصر خاکی کمیاب همچنین با مشکلی آشنا برای صنعت نفت و گاز روبرو هستند: افزایش عرضه که منجر به کاهش قیمت‌ها می‌شود و استخراج مواد خام را کمتر سودآور می‌کند.

و به نظر می‌رسد که اکثر شرکت‌هایی که به دنبال تصاحب یک سیارک هستند، موفق نمی‌شوند. شرکت تترز پس از اتمام بودجه و درگذشت رابرت لول فوروارد، یکی از بنیانگذاران آن، فیزیکدان آمریکایی و نویسنده ۱۱ رمان، مجبور به تعطیلی شد.

هویت، بنیانگذار باقی‌مانده، همچنین به سمت نوشتن یک رمان علمی تخیلی روی آورده است، رمانی که در آن همان دستگاه‌هایی که او برای ناسا روی آنها کار کرده بود، می‌توانند از طریق تخیل زنده بمانند. در حال حاضر، بدون سرمایه‌گذاری هنگفت و صبورانه‌ای که برای تحقق چنین کسب‌وکارهایی لازم است، بیشتر فناوری‌های استخراج سیارک‌ها در همین حوزه باقی خواهند ماند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Earth’s next ‘mini-moon’ could create a gold rush for asteroid miners

News

By Tom Brown

https://www.space.com/astronomy/earth/earths-next-mini-moon-could-create-a-gold-rush-for-asteroid-miners