گنج عظیم شناور در فضا واقعی است؟

غزال زیاری: مقالات زیادی در مورد مأموریت های فضایی به سایکی بزرگ ترین سیارک فلزی در کمربند سیارکی منتشرشده و در خیلی از آن ها از بازدید از جسمی به ارزش ۱۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ دلار صحبت می شود؛ ولی این طور به نظر می رسد که نویسندگان این دسته مقاله ها علاقه زیادی به فشار دادن دکمه صفر روی صفحه کلیدشان دارند.

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

اخیراً مقاله ای توسط Astroforge(استارت آپ استخراج سیارک مستقر در هانتینگتون بیچ) و توسط استادی در برنامه منابع فضایی دانشکده معدن کلرادو نوشته شده و در آن نگاه دقیقی به فلزات موجود در سیارک ها شده و به این موضوع پرداخته شده که آیا این سیارک ها به همان اندازه که محاسبات ساده می گویند ارزش دارند یا خیر.

تفکیک فلزات سیارک ها و استخراج آنها

در این مقاله فلزات موجود در سیارک ها به دو نوع متمایز تفکیک شده اند: آن هایی که ارزش بازگرداندن به زمین را دارند و آن هایی که ارزش بازگرداندن به زمین را ندارند.

تنها فلزاتی که ارزش بازگرداندن به زمین را دارند فلزات گروه پلاتین (PGMs) هستند که به ارزش فوق العاده بالا عرضه نسبتاً کم و سودمندی بالا در انواع فناوری های امروزی شهرت دارند. این شامل مبدل های کاتالیزوری است و به همین دلیل معمولاً هدف سارقان قرار می گیرند.

دسته دیگر فلزاتی مثل آهن آلومینیوم و منیزیم هستند که برای ساخت وساز در فضا استفاده می شوند. هرچند که ممکن است به خاطر قیمت های نسبتاً پایینشان در زمین ارسال آن ها به زمین مقرون به صرفه نباشد اما در فضا برای ساخت سازه های بزرگی مثل ایستگاه های فضایی یا آرایه های 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 تخم مرغ شده است. در مقایسه ای رقابتی بهره گیری 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 تابه حال به زمین بازگردانده نشده حدود پانصد هزار دلار برای هر کیلوگرم خواهد بود؛ اما اگر از این ماده در ساخت وسازهای فضایی استفاده شود می توان گفت که استخراج آهن از سیارک ها ازنظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود.

بنابراین همه محاسبات برای درک ارزش واقعی سیارک هایی که ممکن است استخراج کنیم چه معنایی دارد؟

افسانه ای که واقعیت نداشت

آنچه در تحقیقات اخیر مطرح شده بود که برخی سیارک های مثل سایکی از فلز خالص ایجادشده اند احتمالاً در حد یک افسانه است. البته این شاید خبر خوبی در مورد سیارک هایی که ارزش بالایی دارند نباشد؛ اما در بخش دیگری از این تحقیق به این نکته اشاره شده که حتی سیارک هایی که در ابتدا تصور می شد محتوای فلزی نسبتاً کمی دارند درواقع دارای مقادیر معقولی از این فلزات هستند که از نظر اقتصادی می توان آن ها را استخراج کرد.

برای اثبات این موضوع در این مقاله به شکلی مفصل به مجموعه ای از مطالعات شهاب سنگ ها که درواقع بازمانده سیارک ها هستند پرداخته شده و درجات ۸۳ عنصر مختلف را با سنگ های معدنی موجود در سطح زمین یا نزدیک به آن مقایسه کرده است.

از آنجایی که سنجش ازدور در تشخیص برخی از این عناصر مشکلاتی دارد نمونه های شهاب سنگ که می توانند تحت تکنیک های آنالیز پیشرفته قرار گیرند بهترین گزینه برای محاسبه دقیق ترکیب شیمیایی سیارک ها خواهند بود؛ به غیراز نمونه های معدودی از سیارک های سالم و بکری که از مسیر دوری بازگردانده شده اند.

این داده ها نشان داد که PGM ها که غلظت شان کمتر از آن چیزی است که در ابتدا در نظر گرفته می شد همچنان غلظت بسیار بالاتری نسبت به سنگ معدن های معادل زمینی شان هستند.

قطعه فلز نسوز ماده کاربردی در سیارک ها

به شکل خاص ماده ای که به عنوان قطعه فلز نسوز (RMN) شناخته می شود دارای غلظت بالاتری از PGMs نسبت به چیزی که روی زمین یا سایر انواع مواد سیارکی یافت می شود است. RMN ها عمدتاً در ساختار کلسیم آلومینیوم و در سیارک های نوع L یافت می شوند (سیارک های نوع L سیارک هایی نسبتاً غیرمعمول با رنگ مایل به قرمز هستند که هنوز از آن ها بازدید نکرده ایم). احتمالاً بیش از ۳۰ درصد این سیارک ها از ساختار کلسیم آلومینیوم تشکیل شده اند و البته حاوی مقدار قابل توجهی از PGM های قابل استخراج نیز هستند.

البته RMN ها بسیار کوچک و در ابعاد میکرون تا زیر میکرون هستند که همین پردازش آن ها در وهله اول را بسیار سخت می کند. از همین رو استخراج انبوه از سنگ پوشه های سیارکی می تواند تا صدها بخش در میلیون (ppm) باشد که چندین مرتبه بزرگ تر از غلظت آن ها در سنگ پوشه های زمین است.

وقتی به این فلزات با ایده استفاده در فضا نگاه می کنیم آن ها تقریباً به همان اندازه که در ابتدا پیش بینی شده بود فراوان هستند؛ اما برای پردازش آن ها از حالت اکسیدشده شان با چالش هایی روبرو هستیم؛ مثلاً به روش هایی باانرژی بالا مثل الکترولیز سنگ پوشه های مذاب نیاز است تا بتوان یک عنصر فلزی که برای پروسه های بعدی موردنیاز است را در هم بشکنیم.

مشکل مرغ و تخم مرغ 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 شرکت هایی مثل AstroForge مسیر خود را بیابند این مشکل از بین خواهد رفت. البته این شرکت بودجه این مطالعه را تأمین کرده و آن ها قصد دارند مأموریت بعدی شان را با سفر به سیارک های نزدیک به زمین راه اندازی کنند و تا ژانویه مشخص کنند که آیا این سیارک ها فلزی هستند یا خیر.

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

منبع: sciencealert

۵۸۳۲۱