هنوز چیزهای زیادی هست که دانشمندان باید درباره ترکیب سیارک های کوچک بیاموزند. این اجرام سنگی ممکن است دارای فلزهای ارزشمند، مواد گرانبهایی که از زمان پیدایش سامانه خورشیدی به جا مانده و سرنخهایی از تاریخچه سیاره اصلی خود باشند. به همین دلیل است که آنها بیش از پیش بهعنوان منبعی بالقوه برای منابع فضایی آینده در نظر گرفته میشوند.
تیم تحقیقاتیای به رهبری موسسه علوم فضایی، نمونههایی مرتبط به سیارکهای نوع C، که اجرامی غنی از کاربن هستند و گمان میرود منبع اصلی کندریت کربندار باشند، را بررسی کرد. نتیجه این بررسی که در نشریه Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شد، این دیدگاه که این سیارکها میتوانند مخزنی مهم برای مواد باشند را تقویت میکند. یافتهها همچنین به دانشمندان کمک میکنند تا متوجه شوند این شهابسنگها از کجا آمدهاند و بتوانند برای ماموریتهای فضایی و تکنولوژیهای استخراج منابع آینده برنامهریزی کنند.
شهابسنگهای کمیاب از سیارک های کوچک قدیمی
کندریتهای کاربندار بهطور طبیعی به زمین رسیدند، ولی تنها 5% از کل سقوط شهابسنگها را تشکیل میدهند. بسیاری از آنها شدیدا شکننده هستند و قبل از اینکه بشود آنها را بازیابی کرد، در هم میشکنند. همین مسئله باعث کمیابی آنها شده است. این ماده معمولاً در محیطهای صحرایی مثل صحرا یا آنتارکتیکا که شرایط نگهداری مناسبی دارند یافت میشود.
جوزف م. تریگو-رودیگز، نویسنده اول این مطالعه و اخترفیزیکدانی در موسسه علوم فضایی و وابسته به موسسه مطالعات فضایی کانادا میگوید: «دلیل علاقه علمی به هر یک از این شهابسنگها این است که نمونهای از سیارکهای کوچک و تفکیکنشده ارائه میدهند و اطلاعات ارزشمندی درباره ترکیب شیمیایی و تاریخچه تکاملی اجرامی که از آنها منشأ گرفتهاند در اختیار ما میگذارند.»
سنجش بلوکهای سازنده سیارکها
برای انجام این مطالعه، تیم تحقیقاتی موسسه علوم فضایی قبل از ارسال نمونههای مرتبط با سیارک های کوچک برای تحلیل شیمیایی، آنها را انتخاب و بهدقت شناسایی کرد. این سنجش به وسیله طیفسنجی جرمی در دانشگاه کستیلا-لا مانچا و توسط پروفسور جکینتو آلونسو-آزاراتِه انجام شد. این عمل به محققین فرصتی داد تا بتوانند ترکیب شیمیایی دقیق شش نوع از رایجترین انواع کندریت کربندار را تعیین کرده و بفهمند آیا استخراج مواد از سیارک منبعشان میتواند روزی عملی شود یا خیر.
گروه تحقیقاتی سیارکها، دنبالهدارها و شهابسنگها در موسسه علوم فضایی بیش از یک دهه است که مشغول به مطالعه خواص فیزیکی و شیمیایی سیارکها و سطح دنبالهدارها است. تریگو-رودریگز توضیح میدهد: «تخصص ما در موسسه علوم فضایی و موسسه مطالعات فضایی کانادا، طراحی آزمایش برای درک بهتر خواص این سیارکها و چگونگی تاثیر فرایندهای فیزیکیای که در فضا رخ میدهند، بر ماهیت و کانیشناسی آنهاست.
او همچنین به این موضوع اشاره کرد که موسسه مطالعات فضایی، منبع بینالمللی مجموعه شهابسنگهای آنتارکتیکی ناساست. طی ده سال اخیر، او به انتخاب و درخواست چندین کندریت کربندار که در این مطالعه استفاده شدهاند، کمک کرده و آزمایشهای گوناگونی برای آنها طراحی کرده است. وی میگوید: «مطالعهای که منتشر شد، نتیجه زحمات این تلاش تیمی است.»
آیا استخراج منابع سیارکی ارزش دارد؟
پاو گربول توماس، محقق پیشدکتری در موسسه علوم فضایی میگوید: «مطالعه و انتخاب این نوع شهابسنگها در اتاق تمیز ما با استفاده از دیگر تکنیکهای تحلیلی بسیار جذاب است، مخصوصا به دلیل تنوع کانیها و عناصر شیمیاییشان.»
جوردی ایبانِز-اینسا، یکی از نویسندههای این مطالعه و محققی در علوم زمین بارسلونا به این موضوع اشاره کرد که هرچند تعداد زیادی از سیارک های کوچک پوشیده از مواد معدنی سطحی به نام رگولیت (سنگپوشه) هستند، جمعآوری نمونههای کوچک با استخراج مواد در مقیاس بالا تفاوت بسیاری دارد. او میگوید: «هرچند سطح بیشتر سیارکهای کوچک پوشیده از مواد تکهتکه به نام رگولیت بوده که برگرداندن نمونههای کوچک را آسان میکنند، توسعه سیستمهای جمعآوری در مقیاس بزرگ برای رسیدن به منافع آشکار موضوعی کاملا متفاوت است. در هر صورت، باز هم ارزش بررسی شدن دارند، زیرا جستوجوی منابع در فضا میتواند بر کاهش تاثیر فعالیتهای معدنی بر اکوسیستمهای زمینی تاثیر بگذارد.»
انتخاب سیارک های کوچک مناسب برای آینده
کمربند اصلی سیارکها دارای دامنهای وسیع از اجرام است و درک اینکه چه منابعی در آنها وجود دارد، نیازمند طبقهبندی دقیق است. طبق گفتههای تریگو-رودریگز، ساختار سیارکها به دلیل تاریخچه طولانی و پیچیدهشان بسیار متفاوت است: «سیارکها اجرامی کوچک و نسبتا ناهمگن هستند. تاریخچه تکاملیشان، مخصوصا برخوردها و نزدیک شدنشان به خورشید، تاثیر زیادی بر آنها گذاشته است. اگر دنبال آب باشیم، سیارکهای خاصی هستند که کندریت کربندار هیدراته از آنها منشأ میگیرند؛ ولی از آن طرف، در حالت طبیعی خود فلزات کمتری خواهند داشت. نباید فراموش کنیم که بعد از گذشت 4.56 بیلیون سال از پیدایششان، همانطور که مطالعه شهابسنگهای کندریتی نشان داد، هر سیارک ترکیب متفاوتی دارد.»
نتیجه کلیدیای که از این تحقیق بهدست آمد، این بود که استخراج منابع از سیارکهای طبقهبندی نشده -بقایای اولیه پیدایش سامانه خورشیدی که بهعنوان اجسام والد شهابسنگهای کندریتی در نظر گرفته میشوند– در حال حاضر غیرعملی است. با وجود این، تیم تحقیقاتی توانست کلاس دیگری از سیارکهای دستنخورده را شناسایی کند که نشانههای الیوین و اسپینل (لعل) را نشان میدهند و امید بیشتری به استخراج منابع از آنها وجود دارد.
بری شناسایی اطمینان چنین کاندیدهایی، تیم تحقیقاتی به اهمیت مطالعات شیمیایی جزئی کندریت کربندار همراه با نمونههای برگشته از این ماموریت اشاره کردند. این ماموریتها به تایید اینکه کدام سیارک های کوچک واقعا به شهابسنگهای بررسیشده در زمین مرتبط هستند، کمک میکند.
تکنولوژی، آب و اکتشاف بلندمدت
تریگو-رودریگز اضافه کرد: «در کنار پیشرفتی که هر ماموریت برگرداندن نمونه به همراه دارد، به شرکتهایی نیز نیاز داریم که توانایی برداشتن قدمهایی قاطع در توسعه تکنولوژی لازم برای استخراج و جمعآوری این مواد در محیطهایی با جاذبه کم را داشته باشند. پردازش این مواد و ضایعات تولیدشده نیز تاثیر قابل توجهی خواهد داشت که باید کمیسازی شده و به درستی کاهش یابد.»
تیم تحقیقاتی انتظار دارد در آینده نزدیک پیشرفتهایی حاصل شود، بهویژه با توجه به اینکه استفادۀ در محل منابع برای ماموریتهای بلندمدت به ماه و مریخ روزبهروز اهمیت بیشتری پیدا میکند. استفاده از منابع یافتشده در فضا میتواند کاهش چشمگیری در نیاز به تدارکاتی که از زمین پرتاب میشوند داشته باشد. محققان تاکید میکنند که اگر آب هدف اصلی باشد، باید سیارکهایی که توسط آب تغییر یافته و دارای مواد معدنی سرشار از آب هستند را در اولویت قرار داد.
استخراج منابع در محیطهای دارای جاذبه کم نیازمند روشهای کاملاً جدید است. پاو گربول توماس میگوید: «علمی-تخیلی به نظر میآید، ولی سی سال پیش که اولین نمونهها از ماموریت برگشت هم همه چیز شبیه داستانی علمی-تخیلی به نظر میآمد.»
از حفاظت سیارهای تا منابع فضایی
در سطح جهانی، چندین مفهوم هماکنون مورد بحث قرار گرفته است. از جمله این مفاهیم میتوان به مفهوم به دام انداختن سیارکهای کوچکی که از نزدیک زمین عبور میکنند و قرار دادن آنها در مدار بیرونی ماه برای مطالعه و استفاده از منابع اشاره کرد. تریگو-رودریگز تاکید میکند که سیارکهای کربندار غنی از آب میتوانند اهدافی بهویژه جذاب باشند. او توضیح میدهد: «در بعضی سیارک های کوچک کربندار، استخراج آب برای استفاده دوباره، چه بهعنوان سوخت و چه بهعنوان منبع اصلی اکتشاف دنیاهای دیگر، ارزش بیشتری دارد. این عمل میتواند دانش بیشتری درباره بعضی اجرام که ممکن است روزی وجودیتمان را تهدید کنند نیز در اختیار علم بگذارد. شاید در بلندمدت حتی بتوانیم سیارکهای مزاحم را استخراج و کوچک کرده و بدین ترتیب خطر آنها را از بین ببریم.»
