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Estrazione mineraria di asteroidi: la nuova frontiera dell’ecosostenibilità?

Aggiornamento: 22 ago 2022

Fonte dell'immagine: https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/16-psyche/in-depth/

1. Quali problemi può risolvere lo space mining?


La scala di Kardashev misura il livello tecnologico di una civiltà in base all'ammontare di energia utilizzato e a quali risorse è in grado di sfruttare, prevedendo 3 livelli; l'umanità si colloca intorno a 0.8, essendo in grado di sfruttare quasi tutte le risorse disponibili sulla Terra.


La crescita esponenziale della tecnologia e la società del consumo nella quale viviamo stanno causando (e causeranno) una carenza di determinate risorse, già di difficile estrazione e di grande valore economico: i REE (Rare Earth Elements) ossia un gruppo di 17 elementi chimici che si possono trovare sia vicino alla crosta terrestre che in alcune zone particolari della Terra. Sono di grande importanza perché vengono utilizzati nel processo produttivo di magneti, fibre ottiche, componenti, batterie, oltre che come alliganti in varie leghe metalliche.


Il problema consiste nel riciclaggio di tali materiali, oltre al loro elevato prezzo, e nel monopolio esercitato dalla Cina, che controlla il 95% circa della circolazione dei REE.


I REE sono solo un esempio dei danni catastrofici che ogni giorno le industrie pesanti (ed in particolare l'industria mineraria) infliggono al nostro ecosistema e, di riflesso, a noi che lo abitiamo.


Le soluzioni ipotizzate per contenere i danni ambientali e per permettere all'umanità di prosperare, grazie a nuove tecnologie, sono molte, e una delle più ambiziose è di spostare gradualmente queste infrastrutture fuori dal pianeta, rendendo la Terra una sorta di "giardino dell'Eden".


L'estrazione mineraria degli asteroidi ha però una serie di ostacoli giuridici e tecnologici da superare prima di poter diventare realtà, dovendosi rivedere il concetto di common interest in riferimento ai corpi celesti extraterrestri del Trattato del 1967 sull'uso dello spazio. Con questa classificazione gli Stati firmatari del Trattato del 1967 hanno voluto impedire agli Stati ogni tipo di sfruttamento dei corpi celesti che non avesse finalità scientifica e non fosse di interesse comune per il genere umano – non una parola invece in merito allo sfruttamento di queste risorse da parte di privati -; mentre nel c.d. “Trattato sulla Luna” del 1979, ratificato però solo da 13 Stati, è prevista la possibilità di sfruttamento dei corpi celesti col benestare degli altri Stati firmatari. In quest’ultimo, è possibile ritrovare il concetto di common heritage in riferimento ai corpi celesti, proprio nell’intento di impedire lo sfruttamento individuale delle risorse spaziali da parte di Stati o privati, riservandone invece le ricchezze alle generazioni future.


2. Lo space mining è economicamente sostenibile?


Queste iniziative prevedono una fase di investimenti a lungo termine (10 anni circa) per gettare le fondamenta per la creazione delle infrastrutture in orbita, destinate a una crescita esponenziale (si stima un fattore esponenziale di 1000 rispetto alle attuali infrastrutture terrestri) e alla piena automazione.

Lo spostamento delle infrastrutture in orbita comporta una divisione in due fasi del progetto: upstream e downstream.


Le fasi iniziali di questo progetto sono le più onerose, in quanto andranno disposte le prime infrastrutture trasportando la maggior parte dei materiali per la costruzione dalla Terra; ogni missione però renderà meno costosa quella successiva, fino a raggiungere un sistema di infrastrutture automatizzato e in grado di ingrandirsi da solo attraverso la stampa 3D e personale robotico, dapprima in gran parte pilotato a distanza da umani, poi controllato autonomamente dall'IA stessa, che avrà nel frattempo una potenza di calcolo "mouse-like" rispetto alla lizard-like, tipica dei robot delle attuali catene di montaggio.


Nella fase di downstream sarà possibile fruire dei vantaggi economici e tecnologici di poter sfruttare a impatto ambientale zero le enormi risorse presenti negli asteroidi, rendendo svantaggioso economicamente investire nell'estrazione delle risorse terrestri, che siano REE o palladio, platino, ferro, tutti elementi di cui molti NEO (Near-Earth Objects) abbondano. 16 Psyche è un esempio, avendo un valore di mercato stimato di 10.000 quadrilioni di dollari, essendo composto quasi interamente da ferro e nichel.


3. Quanti danni arrechiamo all'ambiente con l'industria mineraria?


L'estrazione mineraria influisce negativamente sull'ambiente inducendo la perdita di biodiversità, l'erosione del suolo e la contaminazione delle acque di superficie, delle acque sotterranee e del suolo.

Le operazioni e i prodotti di scarto associati all'estrazione e alla lavorazione dei metalli sono le cause principali delle preoccupazioni ambientali sull'estrazione dei metalli. Le preoccupazioni includono: danni fisici al paesaggio, contaminazione del suolo e dell'acqua, contaminazione dell'aria, sicurezza pubblica.


I principali impatti ambientali derivanti dalle attività minerarie includono:

  • Accessibilità e qualità dell'acqua;

  • Qualità dell'aria;

  • Disturbo del territorio;

  • Produzione di rifiuti;

  • Perdita di biodiversità.

Per estrarre le risorse si usano sostanze chimiche pericolose come il cianuro, l'acido solforico o il cloro, danneggiando la biodiversità, i lavoratori e la popolazione locale.


Le operazioni di Heap Leaching e di brillamento portano anche a livelli elevati di cianuro e di composti azotati (ammoniaca, nitrato, nitrito) nelle risorse idriche. La cattiva qualità dell'acqua colpita dall'estrazione non è solo inadatta al consumo umano, ma ha anche effetti devastanti sui corpi idrici (fiumi, laghi) e sulla vita acquatica. La qualità dell'acqua di superficie, inoltre, influisce negativamente sulla fauna selvatica.


4. Conclusioni


Restando incontestabili i vantaggi che porterebbe la space economy in termini economici e di ecosostenibilità, il principale gap rimane l'assenza di una regolamentazione giuridica di questo tipo di operazioni, essendo vietato dal diritto internazionale lo sfruttamento dello spazio a fini economici. Negli ultimi anni, però, non sono mancate le proposte di legislazione nazionale (USA e Lussemburgo)[1] che consentivano anche ai privati di sfruttare economicamente lo spazio, e sono ormai una realtà le aziende che collaborano con enti pubblici spaziali tramite contratti di servizio od a seguito di gare d’appalto.


Sarebbe realmente necessaria una rivisitazione del concetto di common heritage che sia condiviso, se non da ogni Paese, da quelli più influenti del settore, così da consentire all’umanità di compiere i primi passi per diventare una civiltà multiplanetaria e risolvere la crisi per le risorse che già oggi causa una penuria di componenti elettroniche e materiali.


(scarica l'analisi)

Estrazione mineraria di asteroidi_la nuova frontiera dell’ecosostenibilità_Giorgio Cardile
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Note


[1] Tali Paesi, USA in primis, hanno promosso l'Artemis Agreement (siglato pure dall'Italia) il cui principio n.8 è riferito proprio all'estrazione ed utilizzo delle risorse spaziali. Tutto ciò è stato possibile per una "falla" nel Trattato del 1967, che vieta la rivendicazione dei corpi celesti ai soli Stati, mentre i privati non li menziona. Per approfondimenti: Artemis accords, l’estrazione di risorse dai corpi celesti e il diritto internazionale (Parte II) (amistades.info)


Bibliografia

  • P.T. Metzger, Space development and space science together, an historic opportunity, SpacePolicy (2016)

  • A.M. Bradshaw, T. Hamacher, Nonregenerative natural resources in a sustainable system of energysupply, ChemSusChem 5.3 (2012) 550-562.

  • G.A. Craig, S. Saydam, A.G. Dempster, Mining off-Earth minerals: a long-term play? J. South. Afr. Ins. Min. Metall. 114.12 (2014) 1039-1047.

  • K. Zacny K, et al., Asteroid mining. In: AIAA Space 2013 Conf. Expo. , San Diego, CA, 2013. Article no. AIAA 2013-5304.

  • G.B. Sanders, Lunar Polar In Situ Resource Utilization (ISRU) as a Stepping Stone for Human Exploration, in: Annu. Meet. Lunar Explor. Anal. Group, Laurel, Md., 2013. Abstract no. 7054.

  • Joel Sercel, Asteroid Provided In-situ Supplies(APIS): A Breakthrough to Enablean Affordable NASA Program of Human Exploration and Commercial Space Industrialization, NIAC Phase I Final Report, ICS Associates, Lake View Terrace, CA, 2016.

  • Diritto internazionale dello spazio - Gabriella Catalano Sgrosso, LoGisma editore, 2011.

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