Cos’è lo Space mining

Negli ultimi anni, abbiamo assistito a un ritorno preponderante delle attività spaziali grazie, ovviamente, all’affermazione delle società private che hanno aiutato la NASA a sostituire la Soyuz nel trasportare gli astronauti da e per la Stazione Spaziale, e di tornare sulla luna con il programma Artemis. In questa missione, in particolare, Space X ha giocato e giocherà un ruolo fondamentale: non solo si occuperà di portare gli astronauti in orbita, realizzerà anche il vettore che fornirà la stazione orbitante Gateway. Infine, porterà gli equipaggi da questa alla superficie lunare.

A proposito di Artemis, ho scritto un articolo dettagliato sull’intero programma.

Economia spaziale

Chiaramente, da qualche anno si sta sviluppando una complessa filiera intorno ai programmi spaziali, il cuore della New Space Economy, alla quale partecipano moltissime aziende e da cui ricavano benefici a livello di crescita tecnologica e professionale, aumento di lavoro, e così via.

La supply chain

Per realizzare una missione, infatti, la NASA si appoggia a moltissime collaboraizioni esterne. Tutti devono fare la loro parte: gli scienziati (astronomi e astrofisici) nel fornire i dati riguardo ai corpi celesti (asteroidi, comete, pianeti, proto-pianeti, ecc.), ma, banalmente, anche i fornitori di materie prime, piuttosto che chi lavora tali materiali (pensa agli specchi del JWST) e così via.

Accanto a queste attività svolte sulla Terra per esplorare lo spazio, da molti anni, in effetti, si parla anche di space mining, per l’esattezza di asteroid e planet mining.

Cosa si intende esattamente per space mining?

In breve, è l’estrazione di materie prime di valore da oggetti celesti orbitanti nello spazio esterno.

Lo space mining diverrà sempre più fondamentale, sia per fornire le materie prime agli astronauti in loco, una volta stabilitisi su un altro pianeta (Luna, Marte, ecc.), sia – soprattutto – per rifornire la popolazione sulla Terra di quelle materie che già oggi scarseggiano.

La scarsità delle materie prime sulla Terra

Abbiamo già visto, ad esempio, durante la pandemia o la guerra quanto la mancanza delle terre rare, utilizzate ormai ovunque e principalmente nelle batterie, nei cellulari e nei computer (in pratica nei chip), o di alcune materie prime abbiano creato grossi problemi alla produzione di Apple (e di altri colossi informatici), nonché della stessa Tesla, per citarne alcune. Infatti, la Cina, devastata dal Covid, è uno dei Paesi più ricchi in queste terre rare; così come l’Ucraina, distrutta dalla guerra, possiede molte risorse minerarie.

Oltre a ciò, i metalli di cui abbiamo più bisogno, es. ferro e nichel e platino, sulla Terra si trovano in superficie, ovvero nella crosta terrestre. Tuttavia, la quantità più grande è concentrata nel nucleo, perché durante la formazione del nostro Pianeta, i metalli pesanti sono stati attirati nel centro della Terra. Ecco spiegato il successo dei progetti di space mining.

Ho scoperto un canale YouTube interessante: Kurzgesagt – In a Nutshell che vanta ben 20 milioni di iscritti! Un gruppo di disegnatori crea video a sfondo scientifico molto istruttivi. Questo, ad esempio, tratta, in particolare, l’asteroid mining!

Anche Jules Verne ha pensato al mining come soluzione al problema

Come spesso accade, la letteratura fantascientifica ha anticipato molti progetti che si sono verificati in un futuro non così remoto. Già a fine Settecento, Jules Verne, autore che ammiro tantissimo, precursore fondamentale di tutto quello che lo spazio è divenuto oggi, ha raccontato in un suo romanzo di una missione destinata alla cattura di un asteroide (lo si riteneva ricco di oro), utilizzando un generatore di onde gravitazionali, al fine di farlo precipitare in Groenlandia. Incredibile quanto sia andato vicino a ciò che stiamo cercando di realizzare oggi!

Chi è già nel business dello space mining

Esistono diverse nazioni (non tantissime per la verità) che stanno già pensando a realizzare concretamente lo space mining. Riguardo alla Luna:

• gli Emirati Arabi (UAE) che hanno progettato e lanciato un rover (nome Rashid) con il Falcon 9 di Elon Musk, che ne studierà la superficie;
• l’India ha lanciato una missione, la Chandryaan-2, il cui rover ha l’intento di analizzarne la composizione. Una terza sarà lanciata nel 2024, in collaborazione con il Giappone, per studiare le calotte polari;
• la Cina possiede un vero e proprio programma lunare;
• gli Stati Uniti, ovviamente, che hanno recentemente lanciato la prima delle 7 missioni Artemis, con lo scopo ultimo di stabilire una base lunare stabile come avamposto per l’esplorazione planetaria, in particolare di Marte.

Parlando, invece, di Marte, gli Stati Uniti, ma anche l’Europa, cercheranno di sfruttare i ghiacci presenti sul pianeta e concentrati principalmente nelle calotte polari, per ricavare idrogeno e ossigeno, nonché sfruttare i venti per produrre energia elettrica tramite turbine.

Quel geniaccio di Elon Musk

Consentimi una piccola parentesi: Elon Musk nel suo immaginario ha già trovato il modo di “terraformare” Marte (come si diceva negli anni ’90), ovvero di generare la crescita di piante, al fine di ottenere un’atmosfera respirabile per l’essere umano. La sua soluzione consiste nel lanciare delle bombe nucleari in corrispondenza delle formazioni di ghiaccio: riscaldando il pianeta (provocando il tanto odiato effetto serra), si otterrà acqua sufficiente per sostentare le piccole piante (muschi, inizialmente) che, a loro volta, produrranno ossigeno tramite la fotosintesi, generando un circolo virtuoso che porterebbe in qualche decennio (o secolo) alla creazione di una vera e propria atmosfera.

Oltre alle materie prime, serve anche energia

Oltre ai metalli, utile per garantire la sopravvivenza di una colonia stabile sulla Luna o su Marte, sarà necessario provvedere anche alla produzione di energia in loco. Sempre per quanto riguarda Marte c’è un bel progetto italiano dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) basato sulla produzione di energia nucleare.

L’energia nucleare

Poiché un gruppo che abita in modo stabile un Pianeta consuma molta energia, sarebbe utile sviluppare più rapidamente la tecnologia della fusione nucleare. Nel caso del Pianeta Rosso, siamo abbastanza fortunati, perché c’è abbondanza dell’isotopo He-3 (introvabile sulla Terra) che, grazie alla sua stabilità, rende il processo della fusione più efficiente.

Inizialmente, questi reattori saranno piuttosto limitati nelle dimensioni, in grado di riscaldare l’equivalente di una palazzina. Tuttavia, in futuro produrranno alcuni megawatt di energia. Inoltre, tali reattori dovranno essere protetti, ad esempio, realizzando delle infrastrutture (usando l’abbondante regolite), oppure, posizionandoli in Canyon o in zone protette naturalmente.

Lo sviluppo del nucleare porterà enormi vantaggi alle navicelle che viaggeranno verso Pianeti più lontani: alcuni progetti prevedono l’utilizzo dell’Americio-241, un sottoprodotto del bombardamento del plutonio.

Sono davvero molto curiosa di vedere dove ci porterà tale fermento di idee!

Studiare gli asteroidi da vicino

Riguardo, agli asteroidi, il Giappone ha già lanciato due sonde Hayabusa (a breve una terza), con lo scopo di raccogliere campioni su vari asteroidi. Gli Stati Uniti non sono da meno: recentemente, abbiamo assistito al successo della missione DART che ha dimostrato la fattibilità di deviare l’orbita di un asteroide in maniera efficace e sicura. Inoltre, la Osiris Rex è stata inviata verso gli asteroidi, con lo scopo di acquisire informazioni sulla formazione del sistema solare.

Immagino che tutte queste missioni abbiano anche in previsione lo sviluppo del mining spaziale.

Infine, ci sono già alcune decine di startup entrate nel business, anche se la tecnologia necessaria per l’estrazione di asteroidi è ancora nelle prime fasi di sviluppo.

Uno degli approcci più promettenti è utilizzare veicoli spaziali senza equipaggio per estrarre asteroidi nello spazio e quindi riportare le risorse sulla Terra. Ciò eviterebbe la necessità di missioni costose e rischiose, consentendo anche una potenza di estrazione mineraria molto più ampia di quanto sarebbe possibile con la tecnologia attuale.

Asteroid mining

Perché così tanti progetti riguardano gli asteroidi?

Rispetto alla terra hanno il grande vantaggio di essere “nudi”, essendo il risultato di diverse collisioni tra corpi celesti, verificatesi durante la formazione del sistema Solare. In pratica, sono nuclei di metalli che viaggiano liberi nello spazio ed è per questo che sono ricercati: c’è chi assicura che sia più semplice (e spero meno costoso) eseguire il mining nello spazio che scavare a centinaia di km verso il centro della Terra.

A questo proposito, esistono asteroidi più interessanti di altri; ad esempio:

• il 1986 DA che contiene l’85% di metalli (ferro e nichel)
• 16 Psyche che contiene ferro, nichel e oro

Ecco un video della NASA che illustra la futura missione su 16 Psyche:

L’estremo valore in termini economici

Il secondo asteroide è diventato particolarmente famoso, quando gli scienziati ne hanno rivelato la composizione interna: pare che il secondo contenga circa 10,000 ton. di oro e 100,000 ton. di platino, il cui valore stimati si aggira intorno alla decina di trilioni di dollari.

Direi che ciò giustifica ampiamente gli sforzi compiuti per il viaggio e l’estrazione stessa.

Come si sceglie un astroide per il mining?

Ciascun asteroide target per il mining dev’essere studiato nel dettaglio, prima di pianificare una missione vera e propria. Innanzitutto, si scelgono asteroidi comodi da raggiungere: tipicamente, quelli con un’orbita inferiore a quella lunare. Altrimenti, si dovrebbe deviarne l’orbita per avvicinarla alla Terra.

In seguito, bisogna capirne la composizione interna: si inviano sonde che inviano raggi laser sulla superficie dell’asteroide target e, a seconda di come sono riflessi, si ricava il tipo di materiale interno. Ad esempio, se si riceve la lunghezza dell’iridio, appartenendo allo stesso gruppo del platino, significa che all’interno dell’asteroide troveremo quel metallo.

La legalità del mining (e delle costruzioni nello spazio)

Tutto quello che ti ho raccontato qui è molto interessante e magari stai pensando anche tu che esiste un problema di legalità in ambito spaziale. Ad esempio, che diritto hanno i Paesi che investono per accaparrarsi i preziosi materiali, oppure per reclamare una porzione “conquistata” di un pianeta?

Esiste persino la geopolitica spaziale

Infatti, esiste anche un tema geopolitico (esiste una branca della geopolitica, quella spaziale), perché effettivamente Stati come l’India, gli Emirati Arabi, Cina, Stati Uniti e Giappone stanno già operando senza regole ben precise. Non ho citato finora la Russia, perché, in questo momento, pur possedendo il know-how necessario, non ha mezzi. Tuttavia, nell’ottica di contrastare gli Stati Uniti, i più avanti in questa tipologia di missioni, la Russia ha stretto accordi con la Cina.

Le regole ad oggi

A livello di legalità cosa esiste oggi? Negli anni 60, all’epoca dello sviluppo spaziale, fu firmato un trattato, l’Outer Space Treaty (inizialmente da URSS e Stati Uniti, poi da altri 100 Paesi) che fornisce alcune indicazioni su come si debba comportare chi pratica attività spaziali.

Tuttavia, si tratta di linee guida, piuttosto vaghe e, pertanto, molto interpretabili. Ti invito a leggerle cliccando sul link ufficiale.

Esiste un’altra associazione, la COPUOS, ovvero il Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, che raggruppa 95 Paesi, il cui compito è di supervisionare i programmi spaziali dei vari Paesi e tenere il registro degli oggetti spaziali lanciati nello spazio. Tale organizzazione provvede anche a finanziare i progetti delle nazioni che vogliono creare un programma spaziale in modo pacifico. In futuro potrebbe anche occuparsi degli aspetti legali di tali missioni.

Barak Obama ha guardato lontano

Per quanto riguarda gli Stati Uniti, nel 2015 Barak Obama firmò un trattato, il Commercial Space Launch Competitivness Act, che regolamentava le attività spaziali interne, autorizzando la partecipazione delle società private. Inoltre, a proposito dello space mining, approvava una legge che garantiva il diritto di proprietà dei materiali raccolti nello spazio.

Ecco un video che riassume, in formato audio, il suddetto atto:

Questo atto è uno degli enabler fondamentali, sia per lo space mining, sia per l’entrata di Elon Musk e altri milionari nei programmi spaziali americani. Grazie a ciò, le società private hanno permesso anche alla NASA di crescere, nell’ambito di una sana competizione che sviluppa tecnologie, tende ad accelerare e migliorare i processi (in NASA, ad esempio, la burocrazia rallenta parecchio).

Oltre a Musk, tra i grandi privati troviamo Virgin Galactic di Richard Branson e Blue Origin di Jeff Bezos. Se ti interessa sapere qualcosa di più su queste aziende, puoi leggere un mio articolo che riguarda il loro primo viaggio nello spazio a bordo delle rispettive navicelle.

Il Lussemburgo leader in Europa

Infine, con mia sorpresa, il piccolo Stato del Lussemburgo negli ultimi anni si è occupato della legalità spaziale, stabilendo alcune regole e ponendosi come uno dei paesi leader in Europa in questo ambito. Si spera che, in un prossimo futuro, altri Paesi procedano analogamente.

Conclusioni

Sebbene quest’industria emergente abbia il potenziale per rivoluzionare il modo in cui estraiamo le risorse e potrebbe avere un impatto importante sulla nostra economia, tecnologia e persino sulla nostra sopravvivenza come specie, dobbiamo percorrere ancora diversi passi.

Per primo, regolamentare il più possibile questa corsa allo spazio è mandatorio, perché sappiamo che l’essere umano non è naturalmente incline ad accordarsi in modo pacifico, specialmente quando sono in gioco interessi economici, politici o geopolitici.

Dovremmo evitare di ricreare la situazione attuale, con Paesi in guerra o che si minacciano in continuazione. Andare nello spazio per riproporre questo assurdo paradigma, significherebbe vanificare tutti gli sforzi compiuti dal genere umano per assicurarsi una progenie extra-planetaria.

Solamente Elon Musk sembra davvero credere in questo progetto, ovvero a rendere l’umanità una specie multi-planetaria. Mi auguro che altri seguano il suo esempio lungimirante.

Spero proprio che questo articolo ti sia piaciuto e che tu lo condivida con i tuoi amici appassionati di asteroidi, di pianeti e di esplorazione spaziale.

A presto,