Asteroidi: sistemi per estrazione di risorse in situ

Giovanni Garofalo • 23 agosto 2024

Le operazioni di estrazione in ambito spaziale richiederanno in futuro sistemi robotici in grado di eseguire le operazioni di estrazione, date le condizioni di lavoro impossibili, al momento, per il corpo umano. Tali tecnologie dovranno essere dotate di strumenti per individuare e recuperare minerali preziosi, acqua o altre risorse, essenziali per la permanenza sulla Luna o sugli asteroidi. Ciò rappresenta il cuore delle operazioni di estrazione spaziale a breve termine, insieme ai sistemi di trasporto per il trasferimento delle risorse estratte verso e dai siti di estrazione.

Sistemi di Alimentazione

Per sostenere le energivore operazioni di estrazione, un’alimentazione deve supportare efficacemente un sistema, comprese le comunicazioni macchina-operatore e il successivo trasporto dei materiali estratti. Ogni tecnologia presenta vantaggi e sfide specifiche:

·      Sistemi fotovoltaici e a batteria. Le celle solari, già ampiamente sviluppate, potrebbero essere utilizzate per generare energia elettrica dalla radiazione solare. Sistemi avanzati come le celle solari multigiunzione e le batterie agli ioni di litio potrebbero migliorare l'efficienza e la durata di questi sistemi;

·      Termocoppie Basate nello spazio. Questi sistemi potrebbero sfruttare i gradienti di temperatura tra il lato illuminato e quello oscuro della Luna o di un asteroide per generare elettricità. Sebbene meno efficienti delle celle solari, le termocoppie potrebbero avere una vita utile più lunga e costi inferiori;


·      Sistemi di alimentazione nucleare. Questi sistemi offrono una fonte di energia affidabile e a lungo termine, particolarmente utile per operazioni di estrazione che richiedono perforazioni profonde. Tuttavia, l'uso di tali sistemi non è ancora strettamente regolamentato per un impiego di questo tipo;

·      Fonti di alimentazione termoioniche: Recenti sviluppi potrebbero rendere i dispositivi termoionici, che convertono luce e calore in elettricità, più efficienti, con un potenziale di efficienza del 40% .

Esplosivi come Sostituto dell'Energia per l'Estrazione

Come avviene nell'estrazione mineraria convenzionale, anche nello spazio è possibile, in linea teorica, utilizzare certi tipi di esplosivi per assistere nelle operazioni di estrazione. Tuttavia, ci sono problematiche significative che rendono difficile l'uso di esplosivi nell'ambiente a bassa gravità dello spazio. Sarà necessario sviluppare un nuovo campo di ricerca per progettare esplosioni sagomate all'interno di aree di contenimento protette o schermate, al fine di recuperare minerali o metalli senza disperderli nello spazio (per esempio, la velocità di fuga orbitale delle lune di Marte, Phobos e Deimos, è di circa 50 km/h, o circa 14 m/s. Qualsiasi esplosione non controllata su un asteroide potrebbe disperdere i frammenti nello spazio, rendendo il loro recupero estremamente difficile, a meno che l'intero asteroide non sia contenuto in una rete molto resistente).


Rappresentazione artistica di una estrazione in corso.

Sfide tecniche

Le attrezzature di estrazione robotica devono affrontare numerose sfide tecniche per operare efficacemente nello spazio. Le sfide principali includono:

1.   Riduzione del consumo energetico;

2.    Minimizzazione delle dimensioni e della massa delle attrezzature;

3.    Miglioramento del software per le operazioni a distanza;

4.    Riduzione della complessità e della necessità di manutenzione;

5.    Compatibilità con le condizioni di microgravità, vuoto, radiazioni e altri fattori ambientali.


Rappresentazione artistica di una esplosione di un asteroide.

Vista la difficoltà delle operazioni di estrazione robotica nello spazio, potrebbero essere necessari nuovi approcci e tecnologie innovative. Tecniche avanzate, come l'uso di campi elettromagnetici ad alta potenza o generatori di frequenze sonore ad alta ampiezza, potrebbero essere sviluppate specificamente per l'estrazione di asteroidi. Tuttavia, l'implementazione di queste tecnologie potrebbe sollevare nuove sfide legali e regolatorie a livello internazionale.


Rappresentazione artistica di un estrattore.

Conclusione

Le sfide tecniche per l'estrazione spaziale sono considerevoli. Lo sviluppo di un sistema di alimentazione sostenibile e di attrezzature di estrazione in grado di superare le dieci principali sfide tecniche richiede approcci altamente innovativi. Inoltre, queste nuove tecnologie potrebbero presentare significativi problemi legali e regolatori, richiedendo nuove norme e accordi internazionali.


Condividi

Il futuro del programma Artemis

Autore: AstroBenny (Benedetta Facini) • 13 aprile 2026
Dopo il successo della missione Artemis II, che ha confermato l’affidabilità dello Space Launch System (SLS) e della capsula Orion, la NASA guarda ora alle prossime fasi del programma Artemis, uno dei progetti più ambiziosi dell’esplorazione spaziale contemporanea.

Professioni Spaziali: non solo astronauti

Autore: Lorenzo Espostio • 10 aprile 2026
Quando immagini lo spazio, probabilmente pensi a un astronauta che fluttua in orbita o cammina sulla superficie lunare. Ma quello è solo la punta dell’iceberg. Dietro ogni missione ci sono migliaia di professionisti che non indosseranno mai una tuta spaziale, ma senza i quali nessuna missione potrebbe partire. Lo spazio è un sistema complesso che unisce, per nominarne alcune, scienza, tecnologia, diritto, economia e medicina. Non è un mondo per pochi. È un mondo che vive di interdisciplinarità. Il resto dell’articolo introduce alcune delle possibili carriere che è possibile intraprendere per chi sogna le stelle.

Edu-STEM: Bambini e smartphone - alleati o ostacoli?

Autore: Daniela Giannoccaro • 7 aprile 2026
L’uso degli smartphone tra i bambini è in forte crescita e solleva una questione centrale: possono supportare l’apprendimento o ostacolarlo? La ricerca suggerisce che non è lo strumento a fare la differenza, ma il modo in cui viene utilizzato.

ARTEMIS: non solo tornare sulla Luna, ma costruire il futuro nello spazio

Autore: Tiziana Cardone • 30 marzo 2026
Negli ultimi anni, il nome ARTEMIS è diventato sempre più presente quando si parla di spazio. Spesso lo associamo a un obiettivo molto chiaro: tornare sulla Luna, ma fermarsi qui sarebbe riduttivo. ARTEMIS non è solo una missione, è un cambio di paradigma. È il passaggio da una fase di esplorazione a una nuova era: la costruzione e l’industrializzazione dello spazio.

AstroRubrica - Dove è finita tutta l’antimateria?

Autore: Elisa Goffo • 27 marzo 2026
Nel nostro universo, le stelle, i pianeti, noi stessi e tutto ciò che vediamo intorno a noi sono costituiti da particelle di materia . Oltre alla materia, sappiamo che esiste una controparte opposta, costituita da particelle con la stessa massa ma di carica opposta, chiamate antiparticelle o particelle di antimateria . L’elettrone negativo, ad esempio, ha una particella con carica positiva chiamata positrone. L'antimateria è al centro di uno dei più grandi misteri del cosmo e di uno dei più importanti problemi irrisolti della fisica contemporanea. L'attuale teoria del Big Bang, che descrive la nascita dell'Universo, ci dice che all'inizio avrebbero dovuto formarsi quantità uguali di materia e antimateria. Oggi, tuttavia, per qualche motivo sconosciuto, non c'è traccia di antimateria . Non sappiamo dove sia finita, né perché sia scomparsa, ma la risposta a questa domanda è profondamente legata al motivo per cui esistiamo.

Quando il cielo si chiude

Autore: Gabriele Dessena • 12 marzo 2026
Negli ultimi anni la chiusura di porzioni di spazio aereo è diventata uno dei problemi più delicati per l’aviazione civile. Due casi pesano più di tutti: l’ Ucraina , il cui spazio aereo è sostanzialmente fuori uso per il traffico civile dal 2022, e il Medio Oriente , dove le tensioni militari continuano a rendere instabili alcune delle rotte più importanti tra Europa, Asia e Golfo Persico. Quando vengono meno corridoi così strategici, il traffico non si ferma di colpo, ma si sposta, si comprime e si redistribuisce altrove. È proprio qui che si vede quanto il trasporto aereo moderno sia una rete globale, e non una semplice somma di voli indipendenti. Quando si dice che uno spazio aereo è chiuso, non significa sempre che nessun aereo possa più attraversarlo . In alcuni casi il divieto è totale, in altri riguarda solo certe quote, alcuni settori o periodi limitati. Le informazioni vengono diffuse tramite i NOTAM , cioè avvisi ufficiali rivolti agli operatori del volo. In Europa, il quadro generale è coordinato da EUROCONTROL , l’organizzazione intergovernativa che supporta la gestione del traffico aereo europeo, e in particolare dal suo Network Manager, cioè la struttura che sviluppa e gestisce la rete del traffico aereo in Europa e oltre, cercando di garantire un flusso sicuro e regolare anche quando una parte del sistema entra in crisi. In termini semplici, EUROCONTROL guarda l’insieme, mentre il Network Manager ne coordina il funzionamento operativo.

Rocket Lab x ESA

Autore: AstroBenny (Benedetta Facini) • 10 marzo 2026
L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e la Rocket Lab si stanno preparando a compiere un passo importante verso il futuro della navigazione satellitare con il lancio di una coppia di satelliti sperimentali destinati ad aprire una nuova fase nello sviluppo dei sistemi di posizionamento globale. La missione, denominata Celeste , rappresenta uno dei progetti più innovativi dell’ESA nel campo dei servizi di navigazione . L’iniziativa prenderà ufficialmente il via con il lancio dei primi due satelliti dimostrativi, progettati per testare tecnologie che potrebbero dare origine a una nuova generazione di sistemi di posizionamento basati su satelliti in orbita bassa terrestre. Il lancio della missione, battezzato “ Daughter of the Stars ”, è previsto per il 24 marzo dal complesso di lancio situato nella penisola di Māhia, in Nuova Zelanda. A portare in orbita i satelliti sarà il razzo Electron , sviluppato e operato da Rocket Lab, una società specializzata in lanci di piccoli satelliti.

Quando un CubeSat incontra un asteroide

Autore: Giovanni Garofalo • 6 marzo 2026
Quando pensiamo a un asteroide immaginiamo spesso un grande “sasso” compatto che vaga nello spazio. In realtà, il loro interno può essere molto diverso. È importante capire quale può essere la sua composizione ed è fondamentale analizzane il più possibile per poter ricostruire la storia del Sistema Solare e prevedere, per un futuro prossimo, come questi corpi reagiscono agli impatti.

Artemis II rinviata: rollback del razzo

Autore: Liliana Balotti • 26 febbraio 2026
La missione Artemis II della NASA, che sarebbe dovuta decollare all’inizio di marzo 2026 per riportare astronauti a volare intorno alla Luna per la prima volta da oltre cinquant’anni, non partirà entro quella data e vede ora la sua prima possibile finestra di lancio slittata al mese di Aprile .

Il terzo lancio di New Glenn

Autore: AstroBenny (Benedetta Facini) • 24 febbraio 2026
Blue Origin effettuerà il terzo lancio del razzo New Glenn entro fine febbraio. La missione New Glenn-3 (NG-3) vedrà il primo riutilizzo di un booster del New Glenn, chiamato “ Never Tell Me The Odds ”, e il dispiegamento del primo satellite BlueBird Block 2 di nuova generazione di AST SpaceMobile.
Show More