Tecniche per lo sfruttamento delle risorse lunari e di altri corpi extraterrestri

Lo sfruttamento delle risorse lunari potrebbe fornire l'ossigeno per realizzare l'atmosfera degli habitat, per il fabbisogno degli astronauti o fornire carburante per i veicoli spaziali da e per la Terra o il futuro Gateway lunare e in prospettiva per rifornire veicoli spaziali automatici o con equipaggio destinati a viaggi verso Marte o verso altre destinazioni del sistema solare

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Lo sfruttamento delle risorse lunari (ISRU) sta diventando un argomento sempre più discusso soprattutto ora che l’esplorazione spaziale inizia a concentrarsi sull’invio di missioni spaziali umane sulla Luna e su Marte e in futuro sulla superficie di altri corpi del sistema solare.

L’ISRU si pone l’obiettivo di realizzare nuove tecnologie per effettuare una missione di esplorazione con materiali facilmente reperibili sul sito esplorato.


Recentemente, l’Institute for Advanced Concepts (NIAC) della NASA ha iniziato a esaminare più da vicino diversi progetti ISRU come parte del loro programma Phase I Fellows.

Uno dei progetti selezionati, guidato da Amelia Grieg dell’Università del Texas, El Paso, è una tecnica mineraria che consentirebbe agli esploratori di scavare ed estrarre acqua, metalli e altri materiali utili, tutti allo stesso tempo.

La maggior parte dei programmi di sfruttamento delle risorse in situ (ISRU) si concentra sull’utilizzo dell’acqua poiché viene utilizzata in molte attività di esplorazione.

Lo sfruttamento delle risorse lunari, ad esempio, potrebbe fornire l’ossigeno per realizzare l’atmosfera dell’habitat, che potrebbe essere usato per il fabbisogno degli astronauti, per fornire carburante ai i veicoli spaziali da e per la Terra o rifornire il futuro Gateway lunare e in prospettiva per rifornire veicoli spaziali automatici o con equipaggio destinati a viaggi verso Marte o verso altre destinazioni del sistema solare.

Tuttavia, molte tecniche di estrazione di solito scartano il resto del materiale raccolto nel tentativo di rifornirsi di acqua. L’obiettivo della nuova tecnica proposta è quella di utilizzare un nuovo tipo di estrazione mineraria per ricavare non solo l’acqua ma qualsiasi materiale che potrebbe essere raccolto come parte del processo di estrazione.

Lo sfruttamento delle risorse lunari, nuove tecniche

Il nuovo processo di mining utilizza una nuova tecnica chiamata ablative arc mining. In questa iterazione, l’estrazione implica la creazione di un arco elettrico attraverso due elettrodi che spezzerebbe il legame qualsiasi materiale con cui è entrato in contatto in particelle ionizzate.

Queste particelle ionizzate sarebbero quindi guidate, tramite una serie di campi elettrici, in camere di cattura dove sono alloggiati altri ioni di tipo simile.

Il concetto che propone di utilizzare l’elettricità, piuttosto che l’ablazione termica, fornisce un throughput di particelle molto più elevato consentendo al processo di estrazione di essere effettuato molto più rapidamente.

Tuttavia, questa tecnica necessiterebbe di una fonte di energia significativa per poter creare un arco elettrico nell’atmosfera inesistente della nostra Luna. Qualsiasi sistema di questo tipo dovrebbe essere moderatamente ingombrante, ma questo non è necessariamente un fattore di esclusione per un sistema di estrazione di metalli e acqua.

Nell’ambito del programma NIAC, la dott.ssa Grieg e il suo team si concentreranno sulla definizione di un sistema in grado di estrarre 10.000 kg di acqua all’anno. Tuttavia, qualsiasi sistema del genere dovrebbe essere paragonato a sistemi di mining alternativi e il Dr. Grieg intende fare proprio questo.

Questo sistema potrebbe trovare applicazione sulla Luna, su Marte e in futuro anche sugli asteroidi. Le prossime missioni spaziali vedranno, si spera entro pochi anni, un ritorno dell’uomo sulla Luna.

Lo sfruttamento delle risorse del sistema solare

Le prossime missioni Artemis della NASA in collaborazione con altre agenzie spaziali potranno verificare se effettivamente il nostro satellite possiede giacimenti adatti a sostenere future colonie.

Le prove che la Luna potrebbe essere ricca di metalli come ferro e titanio sono state scoperte utilizzando i dati della sonda spaziale Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della National Aeronautics and Space Administrations (NASA) degli Stati Uniti. 

Gli scienziati stavano cercando ghiaccio sul fondo dei crateri attorno al polo nord della Luna, ma hanno trovato prove di ossidi metallici. L’ipotesi è che le grandi meteore che colpiscono la Luna abbiano scavato questi ossidi metallici da sotto la superficie lunare, suggerendo la presenza di concentrazioni di metalli nel sottosuolo lunare.

Si spera che in futuro l’estrazione mineraria, indipendentemente dal luogo di estrazione, alla fine si riveli un’industria capace di generare un indotto di trilioni di dollari. Con tecnologie come questo concetto di mining ad arco ablativo, la NASA continua a supportarle mentre fanno un passo avanti verso la realtà.