گنج عظیم شناور در فضا واقعی است؟

غزال زیاری: مقالات زیادی در مورد مأموریت‌های فضایی به سایکی، بزرگ‌ترین سیارک فلزی در کمربند سیارکی منتشرشده و در خیلی از آن‌ها از بازدید از جسمی به ارزش ۱۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ دلار صحبت می‌شود؛ ولی این‌طور به نظر می‌رسد که نویسندگان این دسته مقاله‌ها، علاقه زیادی به فشار دادن دکمه صفر روی صفحه‌کلیدشان دارند.

اما این ارزش‌گذاری چقدر واقعی است و در واقع به چه معناست؟

اخیراً مقاله‌ای توسط Astroforge(استارت‌آپ استخراج سیارک مستقر در هانتینگتون بیچ) و توسط استادی در برنامه منابع فضایی دانشکده معدن کلرادو نوشته‌شده و در آن نگاه دقیقی به فلزات موجود در سیارک‌ها شده و به این موضوع پرداخته‌شده که آیا این سیارک‌ها به همان اندازه که محاسبات ساده می‌گویند، ارزش دارند یا خیر.

تفکیک فلزات سیارک‌ها و استخراج آنها

در این مقاله، فلزات موجود در سیارک‌ها، به دو نوع متمایز تفکیک‌شده‌اند: آن‌هایی که ارزش بازگرداندن به زمین را دارند و آن‌هایی که ارزش بازگرداندن به زمین را ندارند.

تنها فلزاتی که ارزش بازگرداندن به زمین را دارند، فلزات گروه پلاتین (PGMs) هستند که به ارزش فوق‌العاده بالا، عرضه نسبتاً کم و سودمندی بالا در انواع فناوری‌های امروزی شهرت دارند. این شامل مبدل‌های کاتالیزوری است و به همین دلیل معمولاً هدف سارقان قرار می‌گیرند.

دسته دیگر فلزاتی مثل آهن، آلومینیوم و منیزیم هستند که برای ساخت‌وساز در فضا استفاده می‌شوند. هرچند که ممکن است به خاطر قیمت‌های نسبتاً پایینشان در زمین ارسال آن‌ها به زمین مقرون‌به‌صرفه نباشد، اما در فضا برای ساخت سازه‌های بزرگی مثل ایستگاه‌های فضایی یا آرایه‌های انرژی خورشیدی مفید و کاربردی خواهند بود.

اما با توجه به عدم تقاضا برای این فلزات با منشأ فضا، به دلیل گران بودنشان، ماجرای تعیین ارزش این فلزات سیارکی، تبدیل به معضلی مثل مرغ و تخم‌مرغ شده است. در مقایسه‌ای رقابتی، بهره‌گیری از این مواد فضایی قیمت بسیار بالایی دارد و ده هزار دلار برای هر کیلوگرم است؛ اما هزینه ارسال موادی معمولی مثل آهن از زمین به فضا، در حدود ۱۰۰ دلار برای هر کیلوگرم خواهد بود.

البته این هزینه برای برخی مواد PGM مثل رودیوم که تابه‌حال به زمین بازگردانده نشده، حدود پانصد هزار دلار برای هر کیلوگرم خواهد بود؛ اما اگر از این ماده در ساخت‌وسازهای فضایی استفاده شود، می‌توان گفت که استخراج آهن از سیارک‌ها ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.

بنابراین همه محاسبات برای درک ارزش واقعی سیارک‌هایی که ممکن است استخراج‌کنیم چه معنایی دارد؟

افسانه‌ای که واقعیت نداشت

آنچه در تحقیقات اخیر مطرح‌شده بود که برخی سیارک‌های مثل سایکی از فلز خالص ایجادشده‌اند، احتمالاً در حد یک افسانه است. البته این شاید خبر خوبی در مورد سیارک‌هایی که ارزش بالایی دارند، نباشد؛ اما در بخش دیگری از این تحقیق به این نکته اشاره‌شده که حتی سیارک‌هایی که در ابتدا تصور می‌شد محتوای فلزی نسبتاً کمی دارند، درواقع دارای مقادیر معقولی از این فلزات هستند که از نظر اقتصادی می‌توان آن‌ها را استخراج کرد.

برای اثبات این موضوع، در این مقاله به شکلی مفصل به مجموعه‌ای از مطالعات شهاب‌سنگ‌ها که درواقع بازمانده سیارک‌ها هستند، پرداخته‌شده و درجات ۸۳ عنصر مختلف را با سنگ‌های معدنی موجود در سطح زمین یا نزدیک به آن مقایسه کرده است.

از آنجایی‌که سنجش‌ازدور در تشخیص برخی از این عناصر مشکلاتی دارد، نمونه‌های شهاب‌سنگ که می‌توانند تحت تکنیک‌های آنالیز پیشرفته قرار گیرند، بهترین گزینه برای محاسبه دقیق ترکیب شیمیایی سیارک‌ها خواهند بود؛ به‌غیراز نمونه‌های معدودی از سیارک‌های سالم و بکری که از مسیر دوری بازگردانده شده‌اند.

این داده‌ها نشان داد که PGM ها که غلظت‌شان کمتر از آن چیزی است که در ابتدا در نظر گرفته می‌شد، همچنان غلظت بسیار بالاتری نسبت به سنگ معدن‌های معادل زمینی‌شان هستند.

قطعه فلز نسوز، ماده کاربردی در سیارک‌ها

به شکل خاص، ماده‌ای که به‌عنوان قطعه فلز نسوز (RMN) شناخته می‌شود، دارای غلظت بالاتری از PGMs نسبت به چیزی که روی زمین یا سایر انواع مواد سیارکی یافت می‌شود، است. RMN ها عمدتاً در ساختار کلسیم آلومینیوم و در سیارک‌های نوع L یافت می‌شوند (سیارک‌های نوع L سیارک‌هایی نسبتاً غیرمعمول با رنگ مایل به قرمز هستند که هنوز از آن‌ها بازدید نکرده‌ایم). احتمالاً بیش از ۳۰ درصد این سیارک‌ها از ساختار کلسیم آلومینیوم تشکیل‌شده‌اند و البته حاوی مقدار قابل‌توجهی از PGM های قابل‌استخراج نیز هستند.

البته RMN ها بسیار کوچک و در ابعاد میکرون تا زیر میکرون هستند که همین پردازش آن‌ها در وهله اول را بسیار سخت می‌کند. از همین رو، استخراج انبوه از سنگ‌پوشه‌های سیارکی می‌تواند تا صدها بخش در میلیون (ppm) باشد که چندین مرتبه بزرگ‌تر از غلظت آن‌ها در سنگ‌پوشه‌های زمین است.

وقتی به این فلزات، با ایده استفاده در فضا نگاه می‌کنیم، آن‌ها تقریباً به همان اندازه که در ابتدا پیش‌بینی‌شده بود فراوان هستند؛ اما برای پردازش آن‌ها از حالت اکسیدشده‌شان، با چالش‌هایی روبرو هستیم؛ مثلاً به روش‌هایی باانرژی بالا، مثل الکترولیز سنگ‌پوشه‌های مذاب نیاز است تا بتوان یک عنصر فلزی که برای پروسه‌های بعدی موردنیاز است را در هم بشکنیم.

مشکل مرغ و تخم‌مرغ بعدی درباره وجود یک منبع برق است که آنقدر بزرگ باشد که بتواند برای انجام این فرآیندها به کار بیاید؛ اما ساخت آن به موادی نیاز دارد که به منبع انرژی نیازمند خواهد بود.

درنهایت، اگر شرکت‌هایی مثل AstroForge مسیر خود را بیابند، این مشکل از بین خواهد رفت. البته این شرکت بودجه این مطالعه را تأمین کرده و آن‌ها قصد دارند مأموریت بعدی‌شان را با سفر به سیارک‌های نزدیک به زمین راه‌اندازی کنند و تا ژانویه مشخص کنند که آیا این سیارک‌ها فلزی هستند یا خیر.

شاید آن مأموریت به درک روزافزون ما از ترکیبات و ارزش سیارک‌های اطرافمان کمک کند.

منبع: sciencealert

۵۸۳۲۱