Popüler Bilim

Asteroit Madenciliği ve OSIRIS-REx

Son yüzyıl içinde insan nüfusu yaklaşık 1.5 milyardan, 7 milyarın üzerine ulaşmış durumda. Bu artan nüfusla birlikte yeryüzü kaynaklarına giderek artan bir talep var. Dünya uygarlığının bu isteklerini yerine getirebilmek adına, kullanılan tüm malzemelerin geri dönüşümü için çabalar arttırılmaktadır. Maden şirketleri yeni rezervler bulmak için yeryüzünün her yerinde aramalar yapmaktadır. Hatta okyanus derinliklerinden kutuplara kadar her yer olası maden sahası olarak düşünülmektedir. Uzaya adımımızı attığımız bu yüzyılda, dolayısıyla artık yeni bir alan da doğmaktadır: Asteroit madenciliği.

Günümüzde uzay araştırmalarına oldukça fazla yatırım yapılmaktadır. Ancak yapılmak istenenlerin gerçekleştirilebilmesi için çok daha fazlasına gereksinim var. Ayrıca teknolojik olarak henüz istediğimiz aşamalara gelemedik ve bunun da geliştirilmesi gerekiyor. Anımsayacağımız üzere ESA tarafından Mars’a gönderilen bir sonda gezegenin yüzeyine çakılmıştı. Bu kadar yüksek maliyetli araçların kaybedilmeyeceği aşamalara ulaşmamız gerekiyor. Bu da yine ancak yatırımla mümkün.

Asteroit Madenciliği

Tüm bu engeller aşılabilirse, bir gün asteroitler sınırsız bir malzeme kaynağı olabilecek. Asteroitler, daha önceki bazı yazılarımızda da değindiğimiz gibi, 4.5 milyar yıl önce Güneş sisteminin oluşumundan kalan kozmik artıklardır ve kimileri buz ve farklı maddelerle kaplı metaller, kayalar ve tozdan oluşurlar (bkz. Asteroit kuşağı nedir). Birkaç metre ile yüzlerce kilometre arasında değişen boyutlarda yüz binlercesi bulunmaktadır. Küçük asteroitler büyüklere göre çok daha fazla sayıdadır ancak küçük bir ev kadar olan bir asteroit bile milyonlarca dolar değerinde metal içerebilir.

Asteroitlerin farklı türleri vardır. Tayf türlerine göre üç sınıfa ayrılırlar. Bu sınıflama, yüzeyden yansıyan ışığın çözümlenmesine dayanan bir sınıflandırmadır. Koyu renkli, karbon açısından zengin, “C tipi” asteroitler yüksek miktarda suyla bağlı hidratlı kil mineralleri içerir. Her ne kadar suyun Dünya’da çok bol olması nedeniyle bu asteroitlerin ekonomik değeri az olsa da gelecekte insanın Güneş sistemindeki varlığını arttırmak istediğimiz aşamada son derece önemli olacaktır.

OSIRIS-REx

NASA’nın OSIRIS-REx Asteroit Örnek Getirme adlı projenin yöneticisi olan Tucson’daki Arizona Üniversitesinden Dante Lauretta, “Suyun, uzay yolculuğu yapan bir uygarlık için çok önemli bir yaşam destek öğesi olduğunu ve suyu uzaya göndermek için çok fazla enerji harcandığını” belirtmektedir. Lauretta “Fırlatma masrafları şu anda kilo başına binlerce dolar olduğundan, proje masraflarını azaltmak için uzayda var olan suyu kullanmayı şimdiden düşünmek çok doğru bir yaklaşım. Su ile yapılabilecek bir diğer şey de suyu, onu oluşturan hidrojen ve oksijene ayırmak ve bunu roket yakıtı olarak kullanmak. Böylece asteroit madenciliği yaparken aynı zamanda kendi yakıt depolarınıza sahip olabilirsiniz. C-tipi asteroitlerin sahip olduğu diğer bir şey de organik maddelerdir. Çok fazla organik karbon, fosfor ve gıdalarınızı yetiştirmek için gübre olabilecek diğer önemli unsurlar vardır” demektedir. 

Biraz daha parlak asteroitlerin bileşiminde kayalar bulunur. Bu “S-tipi” asteroitlerde çok az su vardır. Önemli miktarda metal (çoğunlukla demir, nikel ve kobalt) içerdiklerinden daha ekonomiktirler.

Bunların yanında çok az miktarda ekonomik olarak değerli olan altın, platin ve rodyum elementleri bulunur. 10 metre boyutlarında bir S tipi asteroid yaklaşık olarak 650.000 kg metal içerebilir. Bunun yaklaşık 50 kglık kısmı platin ve altın gibi az bulunan metaller biçimindedir.

Az bulunan metalik ya da “M-tipi” asteroitlerde on kat daha fazla metal bulunur. Asteroit madenciliği için hedef olacak asteroit, muhakkak bu tipler göz önüne alınarak belirlenecektir.

asteroit madenciliği osiris-rex

Asteroit madenciliği için bir uzay projesi yapıp başlatmak şu anda yüz milyonlarca ile milyarlarca dolara mal oluyor. Bu nedenle, bu maliyetlerin çok düşürülmesine neden olacak yeniliklerin yapılması gerekiyor. Ancak o zaman, asteroit madenciliği ile elde edilecek metallerin değeri bu masrafları karşılayıp üstüne kar ettirebilir.

Başka bir engel ise asteroitlerdeki kaynakları haritalama ve çözümle konusundaki deneyimsizliğimizdir. Bu kritik deneyimin NASA’nın Asteroit Örnek Getirme Projesi OSIRIS-REx ile elde edileceği umuluyor. Bu proje ile asteroidlerin kökeni, tayfsal yorumlamaları, kaynak tanımlamaları gibi işlemler yapılabilecek.

Proje Yürütücüsü Lauretta, bu proje ile NASA ya da özel bir şirketin, asteroidleri keşfetmek veya madencilik yapmak isteyen herkesin yarar sağlayabileceği önemli teknolojilerin geliştirileceğini belirtmektedir.

Görev, örnek toplama için üç aşamalı olarak tasarlanmıştır. İlk deneme başarısız olursa ekip en az 60 gram örnek alabilmek için iki kez daha deneme yapacak. Sonuç olarak 2.000 grama kadar örnek toplamak amaçlanıyor.  Bu örnek toplama fırsatlarından en iyi biçimde yararlanabilmek için, uzay aracı, asteroitin bileşimini onun yörüngesindeyken uzaktan haritalandırabilecek aletlerle donatılmıştır ve böylece ilk denemeden önce en iyi örnek alanlarının seçilebilmesi amaçlanmıştır.

Bir asteroitin bileşimini uzaktan belirlemek için iyi bir yöntem, ondan gelen ışığı çözümlemektir. Tüm malzemeler, malzemenin özelliklerine bağlı olarak ışığı belirli renk veya frekanslarda yansıtır, yayar ve soğurur. Bir malzemenin bileşimi, farklı frekanstaki ışığın yoğunluğunu ölçen tayfölçer adı verilen özel aletler kullanılarak belirlenebilir.

Malzemeler çok geniş bir frekans aralığında ışığı soğurur ve salar. Bu aralık gözlerimizin görebileceği aralığın ötesindedir. Bu nedenle OSIRIS-REx’te, bu aralığın tümünü algılayabilecek görünür, kızılötesi ve X-ışınlarını kapsayan üç spektrometre bulunmaktadır. İlk spektrometre çeşitli minerallere ve diğer kimyasallara ek olarak organik bileşikleri de belirleyebilecektir. Organik bileşikler karbon içerir ve bazıları yaşam tarafından kullanılır. Ekip, Güneş sisteminin başlangıcındaki organik ipuçlarına bakarak Dünya’da yaşamın ortaya çıkması ile ilgili ipuçları elde etmeyi umuyor. İkinci spektrometre daha uzak kızılötesi ışınımı inceleyerek Bennu yüzeyindeki mineralleri belirleme ve asteroitin sıcaklığını ölçme amacı güdüyor.

Üçüncü, X-ışın görüntüleme spektrometresi demir, silikon, kükürt ve magnezyum gibi elementlerin dağılımını ve bolluğunu haritalamak için Güneş ışınlarının yüzeydeki zayıf X-ışını yansımasını inceleme görevine sahip. Bu spektrometrelerle yüzeyde yalnızca 5 ya da 6 cm kalınlıktaki bileşim tanımlanabilecek. Bennu’nun bileşiminin daha içerilerde nasıl olduğunu bilmek bu şekilde mümkün değil.

Bilim için geliştirilmiş olmakla birlikte, OSIRIS-REx üzerindeki araçlar, bir asteroit madenciliği çalışması için gerekli araçlardır. Bu proje ile asteroit madenciliği konusunda önemli bir adım atılmış olacak.

Bu asteroit madenciliği yazısı Kasım 2016 yılında ele alındığında Bennu sadece bir plandı. 20 Ekim 2020 tarihinde OSIRIS-REx, Bennu’ya yakınlaştı ve başarıyla örnek topladı. OSIRIS-REx’in 24 Eylül 2023 tarihinde topladığı örneği Dünya’ya getirmesi bekleniyor.


Hazırlayan: Prof. Dr. Varol Keskin
Editör: Ögetay Kayalı

Referanslar
1. NASA, “OSIRIS-REx Successfully Stows Sample of Asteroid Bennu”, <https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-osiris-rex-successfully-stows-sample-of-asteroid-bennu/>

Prof. Dr. Varol Keskin

Rasyonalist kıdemli yazar. Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünde profesör. Özellikle çift yıldızlar odaklı çeşitli fotometrik çalışmalar yapmıştır. Aynı zamanda 2017 yılında Türkiye adına ilk defa bir ötegezegen keşfeden ekibin bir üyesidir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu