El sistema solar, el recurso del futuro (2/4): la exploración de asteroides

La exploración de asteroides representa un punto de inflexión en la forma en que el hombre concebirá el espacio y su uso. Estos representan un testimonio directo de los elementos constitutivos fundamentales de la formación planetaria, de inestimable valor desde el punto de vista científico, pero también desde el punto de vista económico, porque extraen oro, hierro, diamantes, carbón y tierras raras. Además, desde la perspectiva de la expansión espacial, cobra especial importancia la búsqueda de agua en asteroides, que permite la subsistencia y reduce los costes para el asentamiento humano, así como su uso como combustible para lanzadores o como escudo contra la radiación.

Sin embargo, antes de poder llegar a una fase completa de planificación y lanzamiento de misiones, El estudio y evaluación de los recursos actuales son cruciales..

Hasta la fecha, el limitado número de asteroides o planetas enanos visitados, sólo 17, obliga a ampliar esta muestra para estudiar y evaluar nuevos candidatos. Está claro que esta fase inicial debe realizarse mediante el uso de sondas, cubosat, Lander e rover controlado remotamente. La presencia humana in situ, de hecho, no garantizaría ningún valor añadido, sino más bien un crecimiento exponencial de los costes y de la complejidad de la misión.

Asteroides cercanos a la Tierra, las nuevas minas de recursos estratégicos

Debido a claras limitaciones tecnológicas, las primeras misiones tendrán como objetivo los NEA, los asteroides más cercanos. Las trayectorias de estos cuerpos pueden rozar la órbita de la Tierra o cruzarla. Se dividen en cuatro subclases con características orbitales peculiares:

• Atiras: órbita enteramente contenida en la órbita de la Tierra;

• Atón: con una órbita en gran parte dentro de la órbita de la Tierra;

• Apolo: intersección de la órbita de la Tierra;

• Amor: con una órbita que corta la órbita marciana y toca la órbita terrestre.

El descubrimiento de la presencia de hierro, níquel y cobalto en dos asteroides del NEA, 1986 DA y 2016 ED85, ha despertado mucho interés, mostrando una presencia de metales en la superficie equivalente al 85%¹. Esto significa que la cantidad de metales presentes es mayor que en los depósitos terrestres de níquel, hierro y cobalto.

Por lo tanto, la extracción de materiales presentes en el NEA ya no puede considerarse simplemente una oportunidad. De hecho, los recursos de la Tierra están en agotamiento, mientras que la demanda y los costes económicos y medioambientales aumentan constantemente. Los impactos de este escenario repercuten en la disponibilidad de bienes de consumo con alto valor agregado, lo que resulta en nacimiento de conflictos nacional y global para la carrera por los recursos. Finalmente, las últimas proyecciones publicadas por la ONU sobre el aumento de la población mundial prevén que alcanzará los 10 mil millones en 2050. Este hecho implicará un aumento estructural de la demanda del 25% respecto a la actual. Por todas estas razones, la explotación de materias primas de asteroides se considera hoy una de las necesidad existencial para el hombre y su crecimiento.

Exploración robótica en dos asteroides: 433 Eros y 1221 Amor

Se identificaron asteroides como objetivo de la misión del análisis: 433 Eros y 1221 Amor, pertenecientes a la subclase Amor.

433 eros coincide con el primer asteroide sobre el que se realizó un aterrizaje, ocurrido el 12 de febrero de 2001 con la sonda NEAR², después de aproximadamente un año dedicado a estudiar las características orbitales, morfológicas, topográficas y de composición del asteroide. A continuación se detallan los principales parámetros físicos del cuerpo, obtenidos combinando observaciones desde tierra y las de la misión NEAR:

laalbedo es un parámetro fundamental que permite la clasificación espectral de los asteroides en función de sus espectros de reflectancia, y proporciona información sobre su tamaño. Además, depende profundamente de la composición química de la superficie del cuerpo. En concreto, 433 Eros pertenece a la clase espectral S, por lo que está dominado por silicatos con contaminaciones de metales como el hierro-níquel.

En cambio, hay poca información sobre 1221 amor. Si bien 433 Eros constituye el candidato ideal para la fase inicial de la misión, al disponer de una buena cantidad de datos con los que comparar las observaciones de los instrumentos de carga útil, la falta de clasificación espectral de 1221 Amor abre el camino a diferentes escenarios. De hecho, podría pertenecer a la clase M, particularmente rica en metales y por tanto de alto valor económico. No sólo eso, su órbita alcanza una distancia mínima de la Tierra igual a 0.11 UA y se ha calculado que entre 2105 y 2153 realizará su máximo acercamiento siete veces.³. Las dos características anteriores, combinadas con el tamaño estimado, con un diámetro de aproximadamente 1 km, lo convierten en un candidato interesante para la minería.

Los fundamentos del estudio de caso en cuestión: perspectivas y viabilidad

El análisis pretende diseñar una misión de estudio y evaluación de recursos minerales presentes en 433 Eros y 1221 Amor, proporcionando también información sobre su morfología, topografía y posible presencia de un campo magnético intrínseco. Diseñado como una misión modular, puede adaptarse a muchos otros NEA y podría constituir, gracias a la versatilidad de cubosat, punto de partida de misiones mineras incluso más allá de la órbita marciana, en el cinturón principal.

En particular, el concepto se centra en la liberación de dos flotas de CubeSat cerca de los dos objetivos desde una plataforma capaz de alcanzar primero 433 Eros, permanecer en vuelo coplanar con el asteroide durante algún tiempo y luego partir nuevamente hacia 1221 Amor.

carga útil

Para la detección de elementos químicos y sus abundancias relativas, una herramienta esencial es el espectrómetro de rayos gamma alta resolución

Al observar el espectro de la radiación emergente se identifica la composición química y la abundancia de los elementos presentes en el medio en el que se propagó, sin necesidad de aterrizar en el asteroide ni excavar la superficie.

Otro aspecto de interés es el campo magnético de los asteroides, que proporcionaría información sobre su evolución geológica y, por tanto, sobre las abundancias químicas presentes bajo la superficie. Uno de los magnetómetros vuelo probado con dimensiones compatibles con el montaje en CubeSat es el DFGM⁴.

Las características morfológicas y topográficas de los asteroides también son información crucial para obtener un mapeo detallado del cuerpo celeste, asegurando, entre otras cosas, la identificación de los mejores lugares de aterrizaje o instalaciones de instrumentación. El instrumento de referencia, en este caso, coincide con uno cámara óptica pancromático similar al desarrollado por la colaboración entre Argotec y ASI, se puede asignar a un 6U CubeSat.

Por último, el autobús utilizado para transportar las dos flotas de CubeSat también podría utilizarse como lugar para instrumentación científica. Al estar en órbitas coplanares con los dos objetivos, la rotación de los dos asteroides podría aprovecharse para realizar mediciones morfológicas, altimétricas y de reflectancia de sus superficies, a través de un LiDAR especialmente diseñado para la exploración de asteroides y cometas. Entre estos, uno de los más interesantes es SALi.⁵, que explota la técnica de modulación RZPN de un láser de fibra óptica.

La inclusión de un LiDAR proporcionaría medidas complementarias a las realizadas con la cámara pancromática, especialmente para las altimétricas. De esta manera podríamos llegar a una comprensión completa de la morfología y topología de los dos cuerpos examinados, cumpliendo plenamente los objetivos de la misión.

Habiendo elegido un diseño modular, podemos imaginar tres CubeSats funcionando para cada asteroide. Estos albergarán, respectivamente, el espectrómetro de rayos gamma, el magnetómetro y la cámara pancromática.

Para proponer una estimación de la masa y dimensiones totales de los seis CubeSats se tomó como referencia LiciaCube, un satélite de 6U y 14 kg, considerando todos los subsistemas.

Por tanto, la instrumentación científica ocuparía un volumen igual a 36U con una masa total de 84 kg. A este valor hay que sumarle 10 kg de LiDAR montado directamente en el autobús.

Pero cuales actores ¿Podrían desempeñar un papel a corto plazo en la exploración y explotación de asteroides? En este momento, nNo hay legislación reconocido unilateral y globalmente respecto de la explotación de recursos minerales fuera de la atmósfera terrestre, pero desde 2015 se han promulgado leyes nacionales sobre el tema. La CSLCA estadounidense⁶ Reconoce que los particulares pueden extraer y vender recursos espaciales con fines de lucro. Le siguió la “Ley de 20 de julio de 2017 sobre la exploración y utilización de los recursos del espacio ultraterrestre” de Luxemburgo.⁷, según el cual los recursos espaciales pueden ser utilizados con fines comerciales por todos los ciudadanos que estén en posesión de autorización.

Mientras que en el caso de Luxemburgo la elección viene dictada por el intento de forjar un papel de vanguardia del Nuevo Espacio, la elección de Estados Unidos podría tener un peso completamente diferente. De hecho, esto se alinea con la estrategia seguida desde la retirada del transbordador espacial, que ha provocado la entrada de una nueva generación de particulares en el sector espacial y de los lanzadores.

SpaceX de Elon Musk ha proporcionado a Estados Unidos una importante influencia económica, capaz de superar a la competencia en el mercado, pero también una considerable ventaja estratégica sobre China y Rusia. Es identificable no sólo en el sentido más amplio acceso al espacio desde su propio territorio, sino también en proyectos como la constelación Starlink y el programa escudo estelar. El número de satélites utilizados, con una altísima resiliencia y cobertura global, la aplicación directa en el conflicto ruso-ucraniano y la puesta a disposición de bases de datos de la NASA para evitación de colisiones di Starlink, han alarmado a las cancillerías opuestas.

Escenarios totalmente similares también podrían repetirse en el contexto de logística espacial (Origen Azul), y en el de estaciones espaciales en órbita baja (Axiom Space, Sierra Space, Nanoracks, VoyagLockheed Martin y Northrop Grumman). De manera similar, la estrategia de la NASA es consistente con la de la última década, apuntando a desarrollar una capacidad generalizada de acceso, logística, gestión y protección real de las órbitas bajas. Las mismas consideraciones se pueden replicar en el caso del regreso a la Luna, por lo que es difícil imaginar que Estados Unidos pueda abordar la explotación de los recursos minerales del NEA de otra manera.

Evidentemente, a estas consideraciones estratégicas, industriales y políticas también hay que añadir la imposibilidad de que los Estados puedan convertirse en propietarios de cuerpos celestes.⁸. En la hipótesis poco realista de que este principio fracasara, todavía sería difícil imaginar una perspectiva de redistribución de la riqueza generada por la explotación del NEA. No parece casualidad, por tanto, que entre las cinco principales empresas de minería espacial del mundo, tres sean estadounidenses: Karman+, TransAstra y AstroForge.

Está claro que la gran disponibilidad de recursos, la capacidad de transformarlos y por tanto generar beneficios y desarrollo, es capaz de atraer clientes, modificando en todos los aspectos las estructuras geopolíticas existentes. Un ejemplo reciente puede identificarse en BRI, una contraglobalización liderada por China, capaz de atraer, con la firma de MoU, a 147 países gracias a su influencia geoeconómica.⁹.

Por tanto, la explotación de los recursos minerales espaciales se caracterizará por una fuerte competencia. Por un lado, el bloque occidental, en el que las empresas privadas desempeñarán el papel de nuevos pioneros espaciales, compitiendo entre sí. El objetivo principal será liberarse del suministro chino de tierras raras.¹⁰, a lo que se sumará el acceso a mayores yacimientos de níquel, el 50% de los cuales se encuentran en Australia, Indonesia, Sudáfrica, Rusia y Canadá.¹¹. Según las últimas estimaciones, los mayores complejos mineros de Australia y Canadá permanecerán operativos sólo hasta 2035, o a más tardar en 2043.¹², dejando la primacía de la producción a países en las fronteras, en el mejor de los casos, de la esfera de influencia china.

En el bloque occidental, un clima de Enfrentamiento feroz, debido a la gran escala de las inversiones, pero también a los rendimientos. Sin embargo, dado el valor estratégico y la nueva orientación militar-industrial del aparato estadounidense, los nuevos pioneros contarán con un fuerte apoyo de los organismos públicos, lo que los inducirá a formar un sistema.¹³. A pesar de los beneficios en juego, para justificar inversiones de esta magnitud y favorecer la consolidación del bloque, es necesaria la presencia de un digno oponente, capaz de socavar la primacía occidental, especialmente la tecnológica. La tendencia de las democracias, de hecho, es reaccionar, no actuar¹⁴. Un acercamiento que se repitió recientemente hacia Rusia después de la invasión ucraniana, un fenómeno que, de hecho, ha unido y revivido a la OTAN.

La China, que aspira a líder del sur global, encarna perfectamente este papel. Además de la ya mencionada BRI (Belt and Road Initiative, ed.), la diplomacia china ha lanzado varias iniciativas multilaterales a partir de 2021. El primero es la GDI (Iniciativa de Desarrollo Global, ed.) que tiene como objetivo acelerar la consecución de los ODS (Objetivos de desarrollo sostenible, ed.) para 2030¹⁵. A esto se sumaron la GSI (Global Security Initiative, ed.) y la GCI (Global China Initiative, ed.), respectivamente los puntos programáticos de la arquitectura de seguridad y el pilar cultural del sistema liderado por China, naturalmente alternativo al occidental. unos¹⁶. Por vagos que sean, estos documentos de política describen una nuevo orden internacional, basado en "la tolerancia, la convivencia, los intercambios y el aprendizaje mutuo"¹⁷. Estas iniciativas, en su conjunto, están orientadas hacia el Sur Global, que repetidamente se ha encontrado en antítesis con el bloque occidental.

En este contexto, China puede asumir el papel de liderazgo, a través de los proyectos de cooperación y el apalancamiento económico antes mencionados. En particular, Beijing ha puesto muchos esfuerzos en el programa "Acceso al espacio para todos" de la UNOOSA, que garantiza oportunidades para la investigación científica sobre Tiangong 1. Aunque abierto a la colaboración científica, Es poco probable que opte por la creación de un programa conjunto de exploración espacial con otras potencias o países en desarrollo.De hecho, no hay oportunidades particulares en el desarrollo de la infraestructura necesaria para establecerse en la Luna, explotar el NEA o aterrizar en Marte.¹⁸. Bastante, Es probable que los ingresos obtenidos del control de asteroides se utilicen para financiar las ambiciones de globalización lideradas por China., utilizando influencia geoeconómica para socavar el dominio estadounidense.

►Lea la primera parte "El sistema solar, el recurso del futuro (1/4): ciencia y tecnología en la exploración espacial"

►Lea la tercera parte "El sistema solar, el recurso del futuro (3/4): exploración lunar"

►Leer la cuarta parte "El sistema solar, el recurso del futuro (4/4): consideraciones ético-psicológicas sobre la exploración espacial humana"

_Fuentes