Minería de asteroides
Explotación de materias primas de asteroides
Vista general de los asteroides del Sistema Solar Interior hasta el Sistema Júpiter

La minería de asteroides es la extracción hipotética de materiales de asteroides y otros planetas menores , incluidos objetos cercanos a la Tierra . [1]

Los desafíos notables de la minería de asteroides incluyen el alto costo de los vuelos espaciales , la identificación poco confiable de asteroides que son adecuados para la minería y los desafíos de extraer material utilizable en un entorno espacial.

Las misiones de investigación de retorno de muestras de asteroides , como Hayabusa , Hayabusa2 y OSIRIS-REx, ilustran los desafíos de recolectar minerales del espacio utilizando la tecnología actual. A partir de 2024, alrededor de 127 gramos de material de asteroides han sido devueltos con éxito a la Tierra desde el espacio. [2] Las misiones de investigación de asteroides son esfuerzos complejos y devuelven una cantidad minúscula de material (menos de 100 miligramos Hayabusa , [3] 5,4 gramos Hayabusa2 , [4] ~121,6 gramos OSIRIS-REx [5] ) en relación con el tamaño y el gasto de estos proyectos ($300 millones Hayabusa , $800 millones Hayabusa2 , $1.16 mil millones OSIRIS-REx ). [6] [7]

La historia de la minería de asteroides es breve, pero muestra un desarrollo gradual. Las ideas sobre qué asteroides explorar, cómo reunir recursos y qué hacer con ellos han evolucionado a lo largo de las décadas.

Historia

Antes de 1970

Antes de 1970, la minería de asteroides existía en gran medida dentro del ámbito de la ciencia ficción. Historias como Worlds of If [8] , Scavengers in Space [ 9] y Miners in the Sky [10] contaban historias sobre los peligros, motivos y experiencias imaginados de la minería de asteroides. Al mismo tiempo, muchos investigadores en el ámbito académico especulaban sobre las ganancias que podrían obtenerse de la minería de asteroides, pero carecían de la tecnología para perseguir seriamente la idea. [11]

Los años 1970

En 1969, [12] el alunizaje del Apolo 11 desató una ola de interés científico por la actividad espacial humana mucho más allá de la órbita terrestre. A medida que avanzaba la década, el interés académico en torno al tema de la minería de asteroides aumentó cada vez más. Una buena parte de la investigación académica se centró en la minería de asteroides ubicados más cerca de la Tierra que el cinturón principal de asteroides. En particular, se consideraron los grupos de asteroides Apolo y Amor . [13] Estos grupos fueron elegidos no solo por su proximidad a la Tierra, sino también porque muchos en ese momento pensaban que eran ricos en materias primas que podían refinarse. [13]

A pesar de la ola de interés, muchos en la comunidad científica espacial eran conscientes de lo poco que se sabía sobre los asteroides y alentaron un enfoque más gradual y sistemático para la minería de asteroides. [14]

Los años 1980

El interés académico en la minería de asteroides continuó hasta la década de 1980. La idea de apuntar a los grupos de asteroides Apolo y Amor todavía tenía cierta popularidad. [15] Sin embargo, a fines de la década de 1980, el interés en los grupos de asteroides Apolo y Amor estaba siendo reemplazado por el interés en las lunas de Marte, Fobos y Deimos. [16]

Organizaciones como la NASA comienzan a formular ideas sobre cómo procesar materiales en el espacio [17] y qué hacer con los materiales que hipotéticamente se recogen del espacio. [18]

Los años 1990

Misión de retorno de muestras del asteroide Hayabusa2 (3 de diciembre de 2014 – 5 de diciembre de 2020)

Surgen nuevas razones para la minería de asteroides. Estas razones suelen girar en torno a preocupaciones medioambientales, como el temor a que los seres humanos consuman en exceso los recursos naturales de la Tierra [19] y traten de capturar energía del Sol en el espacio. [20]

En la misma década, la NASA estaba tratando de determinar qué materiales de los asteroides podrían ser valiosos para la extracción. Estos materiales incluían metales libres, sustancias volátiles y tierra a granel. [21]

La década de 2010

Después de un estallido de interés en la década de 2010, las ambiciones de minería de asteroides se trasladaron a objetivos más distantes a largo plazo y algunas empresas de "minería de asteroides" han pivotado hacia una tecnología de propulsión de propósito más general. [22]

La década de 2020

La década de 2020 ha traído un resurgimiento del interés, con empresas de Estados Unidos, Europa y China renovando sus esfuerzos en esta ambiciosa empresa. Este resurgimiento está impulsado por una nueva era de exploración espacial comercial, impulsada significativamente por SpaceX . Fundada por Elon Musk , el desarrollo de cohetes propulsores reutilizables de SpaceX ha reducido sustancialmente el costo del acceso al espacio, reavivando el interés y la inversión en la minería de asteroides. Incluso un comité del Congreso reconoció este renovado interés al celebrar una audiencia sobre el tema en diciembre de 2023 [23]. También hay esfuerzos para realizar aterrizajes por primera vez en asteroides de tipo M para extraer metales como el iridio, que se vende a muchos miles la onza. Los esfuerzos impulsados ​​​​por empresas privadas también han dado lugar a una nueva cultura de secreto que oculta qué asteroides se identifican y se seleccionan para misiones mineras, mientras que antes la investigación y exploración de asteroides dirigidas por el gobierno operaba con más transparencia. [24]

Minerales en el espacio

A medida que el agotamiento de los recursos en la Tierra se vuelve una preocupación cada vez mayor, la idea de extraer elementos valiosos de los asteroides y devolverlos a la Tierra para obtener ganancias, o usar recursos espaciales para construir satélites de energía solar y hábitats espaciales , [25] [26] se vuelve más atractiva. Hipotéticamente, el agua procesada a partir del hielo podría reabastecer depósitos de combustible en órbita . [27] [28] [29]

Aunque los asteroides y la Tierra se acretaron a partir de los mismos materiales iniciales, la gravedad relativamente más fuerte de la Tierra atrajo todos los elementos siderófilos pesados ​​(amantes del hierro) hacia su núcleo durante su juventud fundida hace más de cuatro mil millones de años. [30] [31] [32] Esto dejó a la corteza agotada de estos elementos valiosos hasta que una lluvia de impactos de asteroides volvió a infundir la corteza agotada con metales como oro , cobalto , hierro , manganeso , molibdeno , níquel , osmio, paladio , platino , renio , rodio , rutenio y tungsteno ( se produce cierto flujo del núcleo a la superficie, por ejemplo, en el Complejo Ígneo Bushveld , una fuente famosa por su riqueza en metales del grupo del platino ). [33] [34] [35] [36] Hoy en día, estos metales se extraen de la corteza terrestre y son esenciales para el progreso económico y tecnológico. Por lo tanto, la historia geológica de la Tierra muy bien podría preparar el escenario para un futuro de minería de asteroides.

En 2006, el Observatorio Keck anunció que el troyano binario de Júpiter 617 Patroclus [37] , y posiblemente un gran número de otros troyanos de Júpiter, probablemente sean cometas extintos y estén compuestos en gran parte de hielo de agua. De manera similar, los cometas de la familia de Júpiter, y posiblemente los asteroides cercanos a la Tierra que sean cometas extintos, también podrían proporcionar agua. El proceso de utilización de recursos in situ (utilizando materiales nativos del espacio para propulsores, gestión térmica, tanques, protección contra la radiación y otros componentes de alta masa de la infraestructura espacial ) podría conducir a reducciones radicales en su costo. [38] Aunque se desconoce si estas reducciones de costos podrían lograrse y, si se logran, compensarían la enorme inversión en infraestructura requerida.

Desde la perspectiva astrobiológica , la prospección de asteroides podría proporcionar datos científicos para la búsqueda de inteligencia extraterrestre ( SETI ). Algunos astrofísicos han sugerido que si civilizaciones extraterrestres avanzadas emplearon la minería de asteroides hace mucho tiempo, las características de estas actividades podrían ser detectables. [39] [40] [41]

MisiónΔv​
Superficie de la Tierra a LEO8,0 kilómetros por segundo
De LEO a asteroide cercano a la Tierra5,5 km/s [nota 1]
LEO a la superficie lunar6,3 kilómetros por segundo
LEO a las lunas de Marte8,0 kilómetros por segundo

Un factor importante a tener en cuenta en la selección del objetivo es la economía orbital, en particular el cambio en la velocidad ( Δ v ) y el tiempo de viaje hacia y desde el objetivo. Se debe gastar más del material nativo extraído como propulsor en trayectorias con Δ v más altas , por lo que se devuelve menos como carga útil. Las trayectorias Hohmann directas son más rápidas que las trayectorias Hohmann asistidas por sobrevuelos planetarios y/o lunares, que a su vez son más rápidas que las de la Red de Transporte Interplanetario , pero la reducción en el tiempo de transferencia se produce a costa de mayores requisitos de Δ v . [ cita requerida ]

La subclase de asteroides cercanos a la Tierra denominados Objetos Fácilmente Recuperables (ERO) se considera un posible candidato para la actividad minera temprana. Su bajo Δ v los hace adecuados para su uso en la extracción de materiales de construcción para instalaciones espaciales cercanas a la Tierra, lo que reduce en gran medida el costo económico de transportar suministros a la órbita terrestre. [42]

La tabla anterior muestra una comparación de los requisitos de Δ v para varias misiones. En términos de requisitos de energía de propulsión, una misión a un asteroide cercano a la Tierra se compara favorablemente con misiones mineras alternativas.

Un ejemplo de un objetivo potencial [43] para una expedición minera de asteroides temprana es 4660 Nereus , que se espera que esté compuesto principalmente de enstatita . Este cuerpo tiene un Δ v muy bajo en comparación con la extracción de materiales de la superficie de la Luna. Sin embargo, se requeriría un viaje de ida y vuelta mucho más largo para recuperar el material.

Se han identificado varios tipos de asteroides, pero los tres tipos principales serían los asteroides de tipo C, tipo S y tipo M:

  1. Los asteroides de tipo C tienen una gran abundancia de agua que actualmente no se utiliza para la minería, pero que podría utilizarse en un esfuerzo de exploración más allá del asteroide. Los costos de la misión podrían reducirse utilizando el agua disponible del asteroide. Los asteroides de tipo C también tienen altas cantidades de carbono orgánico , fósforo y otros ingredientes clave para fertilizantes que podrían usarse para cultivar alimentos. [44]
  2. Los asteroides de tipo S tienen poca agua, pero son más atractivos porque contienen numerosos metales, como níquel, cobalto y otros más valiosos, como oro, platino y rodio. Un pequeño asteroide de tipo S de 10 metros contiene alrededor de 650.000 kg (1.433.000 lb) de metal, de los cuales 50 kg (110 lb) están en forma de metales raros, como platino y oro. [44] [ verificación fallida ]
  3. Los asteroides de tipo M son raros, pero contienen hasta 10 veces más metal que los de tipo S. [44]

En 2013, un grupo de investigadores identificó una clase de objetos fácilmente recuperables (ERO). Doce asteroides conformaban el grupo identificado inicialmente, todos los cuales podrían ser explotados con la tecnología de cohetes actual. De los 9.000 asteroides buscados en la base de datos NEO , estos doce podrían ser llevados a una órbita accesible desde la Tierra modificando su velocidad en menos de 500 metros por segundo (1.800 km/h; 1.100 mph). Los doce asteroides tienen un tamaño que varía de 2 a 20 metros (10 a 70 pies). [45]

Catalogación de asteroides

La Fundación B612 es una fundación privada sin ánimo de lucro con sede en Estados Unidos, dedicada a proteger la Tierra de los impactos de asteroides . Como organización no gubernamental ha llevado a cabo dos líneas de investigación relacionadas para ayudar a detectar asteroides que algún día podrían impactar la Tierra, y encontrar los medios tecnológicos para desviar su trayectoria y evitar tales colisiones.

El objetivo de la fundación en 2013 era diseñar y construir un telescopio espacial para la detección de asteroides financiado con fondos privados , Sentinel , con la esperanza de lanzarlo en 2017-2018. El telescopio infrarrojo de Sentinel, que alguna vez estuvo estacionado en una órbita similar a la de Venus , está diseñado para ayudar a identificar asteroides amenazantes catalogando el 90% de aquellos con diámetros mayores a 140 metros (460 pies), así como para inspeccionar objetos más pequeños del Sistema Solar. [46] [47] [48] Después de que la NASA rescindiera su acuerdo de financiación de 30 millones de dólares con la Fundación B612 en octubre de 2015 [49] y la recaudación de fondos privada no lograra sus objetivos, la Fundación finalmente optó por un enfoque alternativo utilizando una constelación de naves espaciales mucho más pequeñas que está en estudio a partir de junio de 2017. [actualizar][ 50] En su lugar, se ha propuesto la NEOCam de la NASA/ JPL .

Consideraciones sobre minería

Hay cuatro opciones para la minería: [42]

  1. Fabricación en el espacio (ISM) , [51] que puede ser posible gracias a la biominería . [52]
  2. Traer material asteroidal en bruto a la Tierra para su uso.
  3. Procesar material asteroidal en el lugar para traer de regreso sólo materiales procesados ​​y tal vez producir propulsor para el viaje de regreso.
  4. Transportar el asteroide a una órbita segura alrededor de la Luna o la Tierra o a una estación espacial. [29] Esto, hipotéticamente, puede permitir que se utilicen la mayoría de los materiales y no se desperdicien. [26]

El procesamiento in situ con el fin de extraer minerales de alto valor reducirá los requisitos de energía para el transporte de los materiales, aunque las instalaciones de procesamiento deben transportarse primero al sitio de la mina. La minería in situ implicará la perforación de pozos y la inyección de fluido/gas caliente para permitir que el material útil reaccione o se funda con el solvente y extraiga el soluto. Debido a los débiles campos gravitatorios de los asteroides, cualquier actividad, como la perforación, causará grandes perturbaciones y formará nubes de polvo. Estas podrían estar confinadas por algún tipo de barrera de burbujas o cúpula. O bien, se podría proporcionar algún medio para disipar rápidamente el polvo.

Las operaciones mineras requieren un equipo especial para manejar la extracción y el procesamiento de minerales en el espacio exterior. [42] La maquinaria deberá estar anclada al cuerpo, [ cita requerida ] pero una vez en su lugar, el mineral se puede mover más fácilmente debido a la falta de gravedad. Sin embargo, actualmente no existen técnicas para refinar el mineral en gravedad cero. El acoplamiento con un asteroide podría realizarse utilizando un proceso similar al del arpón, donde un proyectil penetraría la superficie para servir de ancla; luego se utilizaría un cable conectado para arrastrar el vehículo hasta la superficie, si el asteroide es a la vez penetrable y lo suficientemente rígido para que un arpón sea efectivo. [53]

Debido a la distancia entre la Tierra y un asteroide seleccionado para la minería, el tiempo de ida y vuelta para las comunicaciones será de varios minutos o más, excepto durante los acercamientos ocasionales a la Tierra de asteroides cercanos. Por lo tanto, cualquier equipo de minería deberá estar altamente automatizado, o se necesitará una presencia humana cerca. [42] Los humanos también serían útiles para solucionar problemas y realizar el mantenimiento del equipo. Por otro lado, los retrasos de varios minutos en las comunicaciones no han impedido el éxito de la exploración robótica de Marte , y los sistemas automatizados serían mucho menos costosos de construir e implementar. [54]

Proyectos mineros

El 24 de abril de 2012 en el Museo de Vuelo de Seattle, Washington , un plan fue anunciado por empresarios multimillonarios para extraer recursos de asteroides. [55] La compañía se llamó Planetary Resources y entre sus fundadores se encontraban los empresarios aeroespaciales Eric Anderson y Peter Diamandis . [38] La compañía anunció planes para crear un depósito de propulsores en el espacio para 2020; dividiendo el agua de los asteroides en hidrógeno y oxígeno para reabastecer satélites y naves espaciales. Los asesores incluyeron al director de cine y explorador James Cameron ; los inversores incluyeron al director ejecutivo de Google , Larry Page , y su presidente ejecutivo fue Eric Schmidt . [56] [38] La tecnología de telescopio propuesta para identificar y examinar asteroides candidatos condujo al desarrollo de la familia de naves espaciales Arkyd; dos prototipos de los cuales volaron en 2015 [57] y 2018. [58] Poco después, todos los planes para la tecnología del telescopio espacial Arkyd fueron abandonados; La empresa fue liquidada, su hardware subastado, [59] y los activos restantes adquiridos por ConsenSys , una empresa blockchain . [60]

Un año después de la aparición de Planetary Resources, en 2013 Deep Space Industries , una empresa fundada por David Gump, Rick Tumlinson y otros, anunció planes similares de minería de asteroides. [61] El objetivo inicial era visitar asteroides con naves espaciales de prospección y retorno de muestras en 2015 y 2016; [62] y comenzar la minería en diez años. [63] Posteriormente, Deep Space Industries pasó a desarrollar y vender los sistemas de propulsión que permitirían sus operaciones previstas en asteroides, incluida una exitosa línea de propulsores propulsados ​​por agua en 2018; [64] y en 2019 fue adquirida por Bradford Space, una empresa con una cartera de sistemas de órbita terrestre y componentes de vuelo espacial. [65]

Proyectos mineros propuestos

En ISDC -San Diego 2013, [66] Kepler Energy and Space Engineering (KESE, llc) anunció su intención de enviar un sistema de minería automatizado para recolectar 40 toneladas de regolito de asteroides y regresar a la órbita terrestre baja en 2020.

En septiembre de 2012, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC) anunció el proyecto Robotic Asteroid Prospector , que examinaría y evaluaría la viabilidad de la minería de asteroides en términos de medios, métodos y sistemas. [67]

La Corporación TransAstra desarrolla tecnología para localizar y recolectar asteroides utilizando una familia de naves espaciales construidas en torno a un enfoque patentado que utiliza energía solar concentrada conocida como minería óptica. [68]

En 2022, una empresa emergente llamada AstroForge anunció sus intenciones de desarrollar tecnologías y naves espaciales para la prospección, extracción y refinación de platino de asteroides cercanos a la Tierra. [69]

Ciencias económicas

En la actualidad, se desconoce la calidad del mineral y el consiguiente costo y la masa del equipo necesario para extraerlo y solo se puede especular sobre ello. Algunos análisis económicos indican que el costo de devolver materiales asteroidales a la Tierra supera con creces su valor de mercado, y que la minería de asteroides no atraerá inversión privada a los precios actuales de las materias primas y los costos de transporte espacial. [70] [71] Otros estudios sugieren grandes ganancias mediante el uso de energía solar . [72] [73] Se pueden identificar mercados potenciales para los materiales y generar ganancias si se reduce el costo de extracción. Por ejemplo, el envío de múltiples toneladas de agua a la órbita baja de la Tierra para la preparación de combustible para cohetes para el turismo espacial podría generar ganancias significativas si el propio turismo espacial resulta rentable. [74]

En 1997, se especuló que un asteroide metálico relativamente pequeño con un diámetro de 1,6 km (1 mi) contiene más de 20 billones de dólares estadounidenses en metales preciosos e industriales. [28] [75] Un asteroide de tipo M comparativamente pequeño con un diámetro medio de 1 km (0,62 mi) podría contener más de dos mil millones de toneladas métricas de mineral de hierro y níquel , [ cita requerida ] o dos o tres veces la producción mundial de 2004. [76] Se cree que el asteroide 16 Psyche contiene1,7 × 10 19  kg de níquel-hierro, que podrían abastecer la demanda mundial de producción durante varios millones de años. Una pequeña parte del material extraído también estaría formada por metales preciosos.

No todos los materiales extraídos de los asteroides serían rentables, especialmente para el posible retorno de cantidades económicas de material a la Tierra. Para el posible retorno a la Tierra, el platino se considera muy raro en las formaciones geológicas terrestres y, por lo tanto, potencialmente vale la pena traer cierta cantidad para uso terrestre. El níquel, por otro lado, es bastante abundante en la Tierra y se extrae en muchos lugares terrestres, por lo que el alto costo de la minería de asteroides puede no hacerlo económicamente viable. [77]

Aunque Planetary Resources indicó en 2012 que el platino de un asteroide de 30 metros de largo podría tener un valor de entre 25 y 50 mil millones de dólares, [78] un economista señaló que cualquier fuente externa de metales preciosos podría reducir los precios lo suficiente como para posiblemente condenar la empresa al aumentar rápidamente la oferta disponible de dichos metales. [79]

El desarrollo de una infraestructura para alterar las órbitas de los asteroides podría ofrecer un gran retorno de la inversión . [80]

Escasez

La escasez es un problema económico fundamental que afecta a los seres humanos, que tienen necesidades aparentemente ilimitadas en un mundo de recursos limitados . Como los recursos de la Tierra son finitos, la abundancia relativa de minerales de asteroides le da a la minería de asteroides el potencial de proporcionar recursos casi ilimitados, lo que esencialmente podría eliminar la escasez de esos materiales.

La idea de agotar los recursos no es nueva. En 1798, Thomas Malthus escribió que, como los recursos son en última instancia limitados, el crecimiento exponencial de una población daría lugar a caídas del ingreso per cápita hasta que la pobreza y el hambre se convertirían en un factor restrictivo de la población. [81] Malthus postuló estoHan pasado 226 años y aún no ha surgido ningún signo del efecto Malthus en relación a las materias primas.

  • Las reservas probadas son depósitos de recursos minerales que ya se han descubierto y se sabe que son económicamente extraíbles en condiciones actuales o similares de demanda, precio y otras condiciones económicas y tecnológicas. [81]
  • Las reservas condicionales son depósitos descubiertos que aún no son económicamente viables. [81]
  • Las reservas indicadas son depósitos medidos con menor intensidad cuyos datos se derivan de estudios y proyecciones geológicas. Las reservas hipotéticas y los recursos especulativos conforman este grupo de reservas. [81]
  • Las reservas inferidas son depósitos que han sido localizados pero aún no explotados. [81]

El desarrollo continuo de las técnicas y la tecnología de minería de asteroides puede ayudar a aumentar los descubrimientos minerales. [82] A medida que aumenta el costo de extracción de recursos minerales, especialmente metales del grupo del platino, en la Tierra, el costo de extracción de los mismos recursos de los cuerpos celestes disminuye debido a las innovaciones tecnológicas en torno a la exploración espacial. [81]

En septiembre de 2016 [actualizar], se conocían 711 asteroides con un valor superior a los 100 billones de dólares cada uno. [83]

Viabilidad financiera

Las empresas espaciales son muy arriesgadas, requieren largos plazos de ejecución y una gran inversión de capital, y lo mismo ocurre con los proyectos de minería de asteroides. Este tipo de empresas pueden financiarse mediante inversión privada o gubernamental. En el caso de una empresa comercial, puede ser rentable siempre que los ingresos obtenidos sean superiores a los costes totales (costes de extracción y costes de comercialización). [81] En 1996, se estimó que los costes de una empresa de minería de asteroides rondaban los 100.000 millones de dólares. [81]

Hay seis categorías de costos consideradas para un proyecto de minería de asteroides: [81]

  1. Costos de investigación y desarrollo
  2. Costos de exploración y prospección
  3. Costos de construcción y desarrollo de infraestructura
  4. Costos operativos y de ingeniería
  5. Costos ambientales
  6. Costo de tiempo

La determinación de la viabilidad financiera se representa mejor a través del valor actual neto . [81] Un requisito necesario para la viabilidad financiera es un alto retorno de la inversión estimado en alrededor del 30%. [81] El cálculo de ejemplo supone para simplificar que el único material valioso en los asteroides es el platino. El 16 de agosto de 2016, el platino estaba valorado en $ 1157 por onza o $ 37,000 por kilogramo. A un precio de $ 1,340, para un retorno de la inversión del 10%, se tendrían que extraer 173,400 kg (5,575,000 ozt) de platino por cada 1,155,000 toneladas de mineral de asteroide. Para un retorno de la inversión del 50%, se tendrían que extraer 1,703,000 kg (54,750,000 ozt) de platino por cada 11,350,000 toneladas de mineral de asteroide. Este análisis supone que duplicar la oferta de platino en el mercado (5,13 millones de onzas en 2014) no tendría ningún efecto sobre el precio del platino. Una hipótesis más realista es que aumentar la oferta en esta cantidad reduciría el precio entre un 30 y un 50 %. [ cita requerida ]

La viabilidad financiera de la minería de asteroides con respecto a diferentes parámetros técnicos ha sido presentada por Sonter [84] y más recientemente por Hein et al. [85].

Hein et al. [85] han explorado específicamente el caso en el que el platino se trae del espacio a la Tierra y estiman que la minería de asteroides económicamente viable para este caso específico sería bastante desafiante.

La reducción del precio del acceso al espacio es importante. El astrónomo Martin Elvis prevé que el inicio del uso operativo del vehículo de lanzamiento Falcon Heavy de SpaceX, de bajo costo por kilogramo en órbita, en 2018 habrá aumentado la cantidad de asteroides cercanos a la Tierra explotables económicamente de cientos a miles. Con la mayor disponibilidad de varios kilómetros por segundo de delta-v que proporciona Falcon Heavy, aumenta el número de asteroides cercanos a la Tierra accesibles del 3 por ciento a alrededor del 45 por ciento. [86]

Un precedente de la inversión conjunta de varias partes en una empresa a largo plazo para extraer materias primas se puede encontrar en el concepto jurídico de sociedad minera, que existe en las leyes estatales de varios estados de los EE. UU., incluida California. En una sociedad minera, "[Cada] miembro de una sociedad minera comparte las ganancias y pérdidas de la misma en la proporción que el interés o la acción que posee en la mina guarda con el capital total de la sociedad o el número total de acciones". [87]

Minería del cinturón de asteroides de Marte

Los asteroides del Sistema Solar interior y Júpiter: El cinturón está situado entre las órbitas de Júpiter y Marte .
  Sol
  Troyanos de Júpiter
  Órbitas de los planetas
   Cinturón de asteroides
  Asteroides de Hilda (Hildas)
  Objetos cercanos a la Tierra (selección)
Cinturón principal de asteroides Los 42 asteroides más grandes
  Cinturón de asteroides de Amor
  Cinturón de asteroides Apolo
  Cinturón de asteroides de Aten

Dado que Marte está mucho más cerca del cinturón de asteroides que la Tierra , se necesitaría menos Delta-v para llegar al cinturón de asteroides y devolver minerales a Marte. Una hipótesis es que el origen de las lunas de Marte ( Fobos y Deimos ) son en realidad capturas de asteroides del cinturón de asteroides. [88] 16 Psyche en el cinturón principal podría tener más de $ 10,000 cuatrillones de dólares estadounidenses en minerales. La NASA está planeando una misión para el 10 de octubre de 2023 para que el orbitador Psyche se lance y llegue al asteroide en agosto de 2029 para estudiarlo. [89] 511 Davida podría tener minerales y recursos por valor de 27 cuatrillones de dólares. [90] El uso de la luna Fobos para lanzar naves espaciales es energéticamente favorable y una ubicación útil desde la que enviar misiones a los asteroides del cinturón principal. [91] La minería del cinturón de asteroides de Marte y sus lunas podría ayudar en la colonización de Marte . [92] [93] [94]

Fobos como ascensor espacial hacia Marte

Ascensor espacial Fobos

Fobos está orbitando sincrónicamente a Marte, donde la misma cara permanece orientada hacia el planeta a ~6.028 km sobre la superficie marciana . Un ascensor espacial podría extenderse desde Fobos a Marte 6.000 km, a unos 28 kilómetros de la superficie, y justo fuera de la atmósfera de Marte . Un cable de ascensor espacial similar podría extenderse 6.000 km en la dirección opuesta que contrarrestaría a Fobos. En total, el ascensor espacial se extendería más de 12.000 km, que estarían por debajo de la órbita areoestacionaria de Marte (17.032 km). Se necesitaría un lanzamiento de cohete para llevar el cohete y la carga al comienzo del ascensor espacial a 28 km sobre la superficie. La superficie de Marte gira a 0,25 km/s en el ecuador y la parte inferior del ascensor espacial giraría alrededor de Marte a 0,77 km/s, por lo que solo se necesitarían 0,52 km/s de Delta-v para llegar al ascensor espacial. Fobos orbita a 2,15 km/s y la parte más externa del ascensor espacial rotaría alrededor de Marte a 3,52 km/s. [95]

Gravedad de la Tierra , Marte y la Luna en la elevación

Regulación y seguridad

El derecho espacial comprende un conjunto específico de tratados internacionales , junto con leyes estatutarias nacionales . El sistema y el marco para las leyes internacionales y nacionales han surgido en parte a través de la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre . [96] Las reglas, términos y acuerdos que las autoridades del derecho espacial consideran parte del cuerpo activo del derecho espacial internacional son los cinco tratados espaciales internacionales y las cinco declaraciones de la ONU. Aproximadamente 100 naciones e instituciones participaron en las negociaciones. Los tratados espaciales cubren muchas cuestiones importantes como el control de armamentos, la no apropiación del espacio, la libertad de exploración, la responsabilidad por daños, la seguridad y el rescate de astronautas y naves espaciales, la prevención de interferencias perjudiciales con las actividades espaciales y el medio ambiente, la notificación y el registro de las actividades espaciales y la solución de disputas. A cambio de garantías de la potencia espacial, las naciones no espaciales aceptaron las propuestas estadounidenses y soviéticas de tratar el espacio ultraterrestre como un territorio común (res communis) que no pertenecía a ningún estado.

La minería de asteroides en particular está cubierta tanto por tratados internacionales (por ejemplo, el Tratado del Espacio Ultraterrestre ) como por leyes estatutarias nacionales (por ejemplo, actos legislativos específicos de los Estados Unidos [97] y Luxemburgo [98]) .

Existen diversos grados de crítica con respecto al derecho espacial internacional. Algunos críticos aceptan el Tratado del Espacio Ultraterrestre, pero rechazan el Acuerdo sobre la Luna. El Tratado del Espacio Ultraterrestre permite derechos de propiedad privada sobre los recursos naturales del espacio ultraterrestre una vez extraídos de la superficie, el subsuelo o la subsuperficie de la Luna y otros cuerpos celestes en el espacio ultraterrestre. [ cita requerida ] Por lo tanto, el derecho espacial internacional es capaz de gestionar las nuevas actividades de minería espacial, el transporte espacial privado, los puertos espaciales comerciales y las estaciones espaciales comerciales, los hábitats y los asentamientos. La minería espacial que implica la extracción y remoción de recursos naturales de su ubicación natural está permitida bajo el Tratado del Espacio Ultraterrestre. [ cita requerida ] Una vez extraídos, esos recursos naturales pueden reducirse a posesión, venderse, [ cita requerida ] comercializarse y explorarse o usarse para fines científicos. El derecho espacial internacional permite la minería espacial, específicamente la extracción de recursos naturales. En general, se entiende dentro de las autoridades del derecho espacial que la extracción de recursos espaciales está permitida, incluso por empresas privadas con fines de lucro. [ cita requerida ] Sin embargo, el derecho espacial internacional prohíbe los derechos de propiedad sobre territorios y tierras del espacio ultraterrestre.

Los astrofísicos Carl Sagan y Steven J. Ostro plantearon la preocupación de que alterar las trayectorias de los asteroides cercanos a la Tierra podría suponer un riesgo de colisión. Llegaron a la conclusión de que la ingeniería orbital presenta tanto oportunidades como peligros: si los controles instituidos sobre la tecnología de manipulación orbital fueran demasiado estrictos, la futura exploración espacial podría verse obstaculizada, pero si fueran demasiado laxos, la civilización humana estaría en peligro. [80] [99] [100]

El Tratado del Espacio Ultraterrestre

Tratado sobre el espacio ultraterrestre:
  Fiestas
  Firmantes
  No partes

Tras diez años de negociaciones entre casi 100 naciones, el Tratado del Espacio Ultraterrestre se abrió a la firma el 27 de enero de 1966. Entró en vigor como constitución para el espacio ultraterrestre el 10 de octubre de 1967. El Tratado del Espacio Ultraterrestre fue bien recibido; fue ratificado por noventa y seis naciones y firmado por otros veintisiete estados. El resultado ha sido que la base del derecho espacial internacional consiste en cinco (podría decirse que cuatro) tratados espaciales internacionales, junto con varias resoluciones y declaraciones escritas. El principal tratado internacional es el Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967; generalmente se lo considera la "Constitución" para el espacio ultraterrestre. Al ratificar el Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967, noventa y ocho naciones acordaron que el espacio ultraterrestre pertenecería a la "provincia de la humanidad", que todas las naciones tendrían la libertad de "utilizar" y "explorar" el espacio ultraterrestre, y que ambas disposiciones debían realizarse de manera que "beneficiaran a toda la humanidad".

El principio de la competencia de la humanidad y los demás términos clave aún no han sido definidos específicamente (Jasentuliyana, 1992). Los críticos se han quejado de que el Tratado del Espacio Ultraterrestre es vago. Sin embargo, el derecho espacial internacional ha funcionado bien y ha servido a las industrias y los intereses comerciales espaciales durante muchas décadas. La extracción de rocas lunares, por ejemplo, se ha tratado como algo legalmente permisible.

Los redactores del Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre se centraron inicialmente en consolidar términos generales primero, con la intención de crear disposiciones jurídicas más específicas más adelante (Griffin, 1981: 733–734). Por eso, los miembros de la COPUOS ampliaron posteriormente las normas del Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre articulando entendimientos más específicos que se encuentran en los "tres acuerdos complementarios": el Acuerdo sobre Rescate y Devolución de 1968, el Convenio sobre Responsabilidad de 1973 y el Convenio sobre Registro de 1976 (734).

Hobe (2007) explica que el Tratado del Espacio Ultraterrestre “prohíbe explícita e implícitamente sólo la adquisición de derechos de propiedad territorial”, pero la extracción de recursos espaciales está permitida. En general, en el ámbito de las autoridades del derecho espacial se entiende que la extracción de recursos espaciales está permitida, incluso por empresas privadas con fines de lucro. Sin embargo, el derecho espacial internacional prohíbe los derechos de propiedad sobre territorios y tierras del espacio ultraterrestre. Hobe explica además que no se menciona “la cuestión de la extracción de recursos naturales, lo que significa que tal uso está permitido en virtud del Tratado del Espacio Ultraterrestre” (2007: 211). También señala que hay una cuestión pendiente con respecto a la división de los beneficios de los recursos del espacio ultraterrestre de conformidad con el artículo 1 del Tratado del Espacio Ultraterrestre. [101]

El acuerdo sobre la luna

Participación en el Tratado de la Luna
  Fiestas
  Firmantes
  No partes

El Acuerdo sobre la Luna se firmó el 18 de diciembre de 1979 como parte de la Carta de las Naciones Unidas y entró en vigor en 1984 tras un procedimiento de consenso de ratificación de cinco Estados, acordado por los miembros de la Comisión de las Naciones Unidas sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (COPUOS). [102] A septiembre de 2019, solo 18 naciones han firmado o ratificado el tratado. [102] Los otros tres tratados sobre el espacio ultraterrestre experimentaron un alto nivel de cooperación internacional en términos de firma y ratificación, pero el Tratado sobre la Luna fue más allá que ellos, al definir el concepto de Patrimonio Común con más detalle e imponer obligaciones específicas a las partes involucradas en la exploración y/o explotación del espacio ultraterrestre. El Tratado sobre la Luna designa explícitamente a la Luna y sus recursos naturales como parte del Patrimonio Común de la Humanidad. [103]

El artículo 11 establece que los recursos lunares "no están sujetos a apropiación nacional por reivindicación de soberanía, por uso u ocupación, ni por ningún otro medio". [104] Sin embargo, se sugiere que se permita la explotación de los recursos si está "regida por un régimen internacional" (artículo 11.5), pero las reglas de dicho régimen aún no se han establecido. [105] S. Neil Hosenball, el asesor general de la NASA y negociador jefe de Estados Unidos para el Tratado de la Luna, advirtió en 2018 que la negociación de las reglas del régimen internacional debería retrasarse hasta que se haya establecido la viabilidad de la explotación de los recursos lunares. [106]

La objeción al tratado por parte de los países con capacidad espacial se basa en el requisito de que los recursos extraídos (y la tecnología utilizada a tal efecto) deben compartirse con otras naciones. Se cree que el régimen similar de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar impide el desarrollo de esas industrias en el fondo marino. [107]

Los Estados Unidos, la Federación Rusa y la República Popular China no han firmado, adherido ni ratificado el Acuerdo sobre la Luna. [108]

Luxemburgo

En febrero de 2016, el Gobierno de Luxemburgo dijo que intentaría "impulsar un sector industrial para extraer recursos de asteroides en el espacio" mediante, entre otras cosas, la creación de un "marco jurídico" e incentivos regulatorios para las empresas involucradas en la industria. [98] [109] En junio de 2016, anunció que "invertiría más de 200 millones de dólares en investigación, demostración de tecnología y en la compra directa de acciones en empresas que se trasladaran a Luxemburgo". [110] En 2017, se convirtió en el "primer país europeo en aprobar una ley que confiere a las empresas la propiedad de cualquier recurso que extraigan del espacio", y se mantuvo activo en el avance de la política pública de recursos espaciales en 2018. [111] [112]

En 2017, Japón , Portugal y los Emiratos Árabes Unidos firmaron acuerdos de cooperación con Luxemburgo para operaciones mineras en cuerpos celestes. [113]

En 2018 se creó la Agencia Espacial de Luxemburgo . [114] Proporciona apoyo financiero a las empresas y organizaciones privadas que trabajan en la minería de asteroides. [115] [116]

Estados Unidos

Algunas naciones están empezando a promulgar regímenes legales para la extracción de recursos extraterrestres. Por ejemplo, la " Ley SPACE de 2015 " de los Estados Unidos, que facilita el desarrollo privado de los recursos espaciales en consonancia con las obligaciones de los Estados Unidos en virtud de tratados internacionales, fue aprobada por la Cámara de Representantes de los Estados Unidos en julio de 2015. [117] [118] En noviembre de 2015 fue aprobada por el Senado de los Estados Unidos . [119] El 25 de noviembre, el presidente estadounidense Barack Obama firmó la ley HR2262 - Ley de Competitividad de Lanzamientos Espaciales Comerciales de los Estados Unidos . [120] La ley reconoce el derecho de los ciudadanos estadounidenses a poseer los recursos espaciales que obtengan y fomenta la exploración y el uso comercial de los recursos de los asteroides. Según el artículo § 51303 de la ley: [121]

Un ciudadano de los Estados Unidos que participe en la recuperación comercial de un recurso de asteroides o un recurso espacial de conformidad con este capítulo tendrá derecho a cualquier recurso de asteroides o recurso espacial obtenido, lo que incluye poseer, poseer, transportar, usar y vender el recurso de asteroides o recurso espacial obtenido de conformidad con la ley aplicable, incluidas las obligaciones internacionales de los Estados Unidos.

El 6 de abril de 2020, el presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, firmó la Orden Ejecutiva para fomentar el apoyo internacional a la recuperación y el uso de los recursos espaciales. Según la Orden: [122] [123]

  • Los estadounidenses deberían tener derecho a participar en la exploración, recuperación y utilización comercial de los recursos del espacio exterior.
  • Estados Unidos no considera el espacio como un "bien común global"
  • Estados Unidos se opone al acuerdo sobre la Luna

Impacto ambiental

Se ha conjeturado que la minería de asteroides podría tener un impacto positivo en la transferencia de actividades industriales al espacio, como la generación de energía. [124] Se ha desarrollado un análisis cuantitativo de los posibles beneficios ambientales de la minería de agua y platino en el espacio, donde podrían materializarse beneficios potencialmente grandes, dependiendo de la relación entre el material extraído en el espacio y la masa lanzada al espacio. [125]

Misiones de investigación a asteroides y cometas

Propuesto o cancelado

  • Near Earth Asteroid Prospector: concepto para una pequeña misión espacial comercial de la empresa privada SpaceDev ; el proyecto tuvo dificultades para recaudar fondos y posteriormente fue cancelado. [126] [127] [128]
  • El rover VIPER , una misión cancelada de la NASA para buscar recursos lunares

En curso y planificado

  • Hayabusa2 : misión de retorno de muestras de asteroides de la JAXA en curso (llegó al objetivo en 2018 y devolvió la muestra en 2020)
  • OSIRIS-REx – Misión de retorno de muestras de asteroides de la NASA (lanzada el 8 de septiembre de 2016, llegó al objetivo en 2020, [129] devolvió la muestra el 24 de septiembre de 2023 [130] )
  • Fobos-Grunt 2 : propuesta de misión de retorno de muestras de Roskosmos a Fobos

Terminado

Primera de las misiones exitosas por país: [131]

NaciónVuelo de cercaÓrbitaAterrizajeDevolución de muestra
 Estados UnidosHielo (1985)CERCA (1997)CERCA (2001)Polvo de estrellas (2006), OSIRIS-REx (2023)
 JapónSuisei (1986)Hayabusa (2005)Hayabusa (2005)Hayabusa (2010), Hayabusa2 (2020)
 unión EuropeaHielo (1985)Rosetta (2014)Rosetta (2014)
 Unión SoviéticaVega 1 (1986)
 PorcelanaCambio 2 (2012)

En la ficción

Un astronauta extrae un asteroide usando un taladro manual en el videojuego Space Engineers .

La primera mención de la minería de asteroides en la ciencia ficción aparentemente [ aclaración necesaria ] apareció en la historia de Garrett P. Serviss, Edison's Conquest of Mars , publicada en el New York Evening Journal en 1898. [132] [ fuente no confiable ] [133] [ se necesita una fuente no primaria ] Varios videojuegos de ciencia ficción incluyen la minería de asteroides. [ cita requerida ]

Véase también

Notas

  1. ^ Esta es la cantidad promedio; existen asteroides con delta-v mucho menor.

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Texto

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  • El plan para traer un asteroide a la Tierra
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Video

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  • Vídeo La Luna, Marte, asteroides: ¿a dónde ir primero en busca de recursos? Fabricación espacial Conferencia del Instituto de Estudios Espaciales , octubre de 2010
  • Video: Cómo mover un asteroide, Instituto Tecnológico de California, Taller, Panel de conferencias públicas, septiembre de 2011
  • Vídeo Minería de asteroides: el problema del mercado y la solución radical, noviembre de 2013
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