Các nhà khoa học đã mở khóa một phương pháp đột phá để khai thác các tiểu hành tinh giàu kim loại bằng dung môi eutectic sâu (DES).

Trong của họ họcđược công bố gần đây trên tạp chí Scientific Reports, trưởng nhóm nghiên cứu Rodolfo Rivera và nhóm của ông đã chứng minh khả năng hòa tan xúc tác của kim loại từ các proxy thiên thạch của các tiểu hành tinh giàu kim loại.

Sự phát triển này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa tương lai của ngành khai thác không gian.\

Tiềm năng khai thác ngoài Trái đất

Khai thác ngoài Trái đất từ lâu đã là giấc mơ của việc khám phá không gian.

Khai thác kim loại quý và khoáng chất từ các vật thể không gian như tiểu hành tinh và đưa chúng trở lại Trái đất hoặc sử dụng chúng để sử dụng tài nguyên tại chỗ có thể giảm đáng kể chi phí và tác động môi trường của các sứ mệnh không gian.

Nghiên cứu của Rivera mở ra cơ hội sử dụng hiệu quả các vật liệu địa phương, mở đường cho việc định cư của con người trong tương lai trong không gian hoặc trên các thiên thể khác.

Các nhà khoa học tập trung vào ba loại thiên thạch: hai loại thiên thạch chondrite (H3, H5) và một loại thiên thạch sắt (IAB-MG).

Chondrite được đặc trưng bởi thành phần silicat, giàu khoáng chất như olivin và pyroxene, nhưng chúng cũng chứa các pha giàu kim loại có giá trị như hợp kim kim loại tự nhiên, sunfua và oxit. Trong số này, sắt-niken kim loại và troilite (sắt sunfua) được phát hiện là các pha chứa kim loại phổ biến nhất.

Vai trò của dung môi Eutectic sâu (DES)

Chìa khóa của phương pháp cải tiến này là việc sử dụng các dung môi eutectic sâu. Những dung môi này có thể được thiết kế với áp suất hơi tương đối thấp và thậm chí có thể được sản xuất từ các sản phẩm chất thải hữu cơ được tạo ra ở các khu định cư ngoài Trái đất, khiến chúng rất phù hợp cho các ứng dụng trong không gian.

Trong các thí nghiệm của mình, các nhà khoa học đã trộn choline clorua và ethylene glycol để tạo ra DES, chất này đóng vai trò là môi trường cho quá trình hòa tan kim loại.

Hòa tan xúc tác

Để chiết xuất kim loại từ các thiên thạch, các nhà khoa học đã cho chúng tiến hành các thí nghiệm khắc vi mô hóa học. Họ đã sử dụng iốt và sắt (III) clorua làm tác nhân oxy hóa trong DES.

Những thí nghiệm này được tiến hành cả trước và sau khi ăn mòn hóa học, cho phép nhóm nghiên cứu phân tích độ sâu và tốc độ hòa tan.

Kết quả rất hứa hẹn, cho thấy các pha giàu Fe-Ni trong các mẫu thiên thạch đã bị loại bỏ một cách hiệu quả trong khi các pha khoáng chất khác vẫn không phản ứng. Bước đột phá này có thể mang lại kế hoạch chi tiết cho việc khai thác kim loại hiệu quả từ các vật thể trong không gian.

Triển vọng khám phá không gian

Ý nghĩa của nghiên cứu này là rất sâu rộng. Các tiểu hành tinh giàu kim loại không chỉ là những thiên thể hấp dẫn mà còn là những mỏ vàng tài nguyên tiềm năng có thể thúc đẩy hoạt động thám hiểm không gian.

Ví dụ, các tiểu hành tinh gần Trái đất chứa các kim loại có giá trị như kim loại nhóm bạch kim, sắt, niken và coban với số lượng lớn hơn những gì chúng ta có thể tìm thấy trên Trái đất.

Các dấu hiệu của tiểu hành tinh được nghiên cứu trong nghiên cứu này tương tự như tiểu hành tinh 16 Psyche, thiên thể giàu kim loại lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta – được tạo thành từ tới 60% sắt và niken.

MỘT tàu thăm dò của NASA đã rời Trái đất vào tháng 10 để đến Psyche.