Exploitation miniere des asteroides

Exploitation minière des astéroïdes

(433) Éros est un astéroïde à proximité de l'orbite terrestre

L'exploitation minière des astéroïdes est envisagée pour pallier la raréfaction des minerais sur terre. Même des astéroïdes d'un km peuvent contenir de nombreux mètres cube de matériaux bruts. Les cibles les plus évidentes sont les géocroiseurs.

Enjeu

En 2004, la production mondiale de minerai de fer a dépassé les 1000 millions de tonnes métriques^[1]. En comparaison, un petit astéroïde de type M avec un diamètre de 1 km peut contenir plus de 2 000 millions de tonnes métriques de minerais de fer et de nickel^[2], soit deux ou trois fois la production de 2004. Ainsi l'astéroïde (16) Psyché contiendrait 1.7×10¹⁹ kg de minerai de fer et de nickel, ce qui pourrait fournir l'équivalent de la production mondiale de 2004 pendant plusieurs millions d'années... Une petite partie des minerais extraits pourrait aussi contenir des métaux précieux, bien qu'ils soient probablement plus difficiles à prélever.

En 2006, l'Observatoire W.M. Keck a annoncé que l'astéroïde troyen binaire (617) Patrocle^[3], et peut-être d'autres Troyens, ont de fortes chances d'être des comètes "éteintes" contenant beaucoup d'eau sous forme de glace. De même, des comètes voisines de Jupiter et certains astéroïdes géocroiseurs, eux aussi des comètes "éteintes", pourraient également fournir de l'eau. L'utilisation de matériaux indigènes dans l'espace pour la propulsion, la construction de réservoirs, de boucliers anti-radiation et d'autres composants pour les infrastructures spatiales pourrait conduire à des réductions radicales du coût de ces infrastructures.

Sélection des astéroïdes

Tableau comparant les delta-V requises suivant les missions.

Mission	Delta-V
Sol terrestre vers LEO	8.0 km/s
LEO vers les astéroïdes géocroiseurs	5.5 km/s.
LEO vers le sol lunaire	6.3 km/s
LEO vers les lunes de Mars.	8.0 km/s

Un des facteurs les plus importants et qui reste à être étudié pour déterminer la cible est le facteur économique, en particulier le delta-V (tableau à droite) et le temps de voyage vers et au départ de l'astéroïde. La plupart des matériaux pourront être utilisé comme propergol.

Le second facteur est le choix de la cible. Actuellement la qualité des minerais et le prix en résultant, tout comme l'équipement requis pour l'extraire, sont inconnus. Toutefois des marchés potentiels pour ces matériaux peuvent être trouvés et entrainer des bénéfices. Par exemple, l'envoi de plusieurs tonnes d'eau en orbite terrestre basse (LEO) pour une économie de tourisme spatial pourrait générer des profits importants.^[4]

Des astéroïdes géocroiseurs comme (4660) Nérée sont des candidats potentiels pour les premières exploitations minières du fait de leur faible coût de transport vers la Terre.

Exploitation des ressources

Il y a trois options différentes d'exploitation :

1. Extraire la matière brute et la raffiner ailleurs.
2. Traiter la matière brute sur place et peut-être produire du propergol pour le vol de retour.
3. Transporter l'astéroïde dans une orbite sûre autour de la Lune ou de la Terre. Ceci permet alors d'utiliser tous les matériaux et de ne pas en dépenser pour le voyage.

Le traitement in situ du minerai ayant une forte valeur devrait réduire l'énergie requise pour le transport. Cependant les équipements de traitement devront alors être transportés sur le site minier.

Les travaux dans la mine exigeront de l'équipement spécialisé pour effectuer l'extraction et le traitement du minerai dans l'espace extra-atmosphérique. Les machines devront être ancrées sur l'astéroïde, mais le minerai pourra être déplacé plus aisément en raison de l'absence de pesanteur.

L'arrimage à l'astéroïde peut s'effectuer à l'aide d'un processus similaire à l'utilisation d'un harpon, avec un projectile qui pénètre la surface pour servir d'ancre avec un treuil qui approche le véhicule de la surface. À condition que l'astéroïde soit suffisamment solide pour qu'un ancrage soit possible.

Plusieurs options existent quant à l'extraction du minerai :

1. Le minerai peut être extrait avec un procédé similaire à celui des mines à ciel ouvert. Certains astéroïdes ne sont fait que de rocailles empillés^[5], rendant cette approche faisable.
2. Les astéroïdes à forte concentration métallique peuvent être recouverts de grain de métaux qui peuvent être récupérés à l'aide d'un aimant.^[6]
3. Pour les matériaux volatiles des comètes "éteintes", la chaleur peut être utilisée pour fondre et vaporiser la matrice.^[7]
4. Une mine peut être creusée dans l'astéroïde, et le matériel extrait par le puits. Ceci exige d'un système de transport pour déplacer le minerai au centre de traitement.

En raison de la distance de l'astéroïde par rapport à la Terre, le temps s'écoulant pendant les communications entre une phrase et la réponse serait de plusieurs minutes au minimum, sauf durant les approches occasionnelles de la Terre par les astéroïdes géocroiseurs. Ainsi n'importe quel équipement minier devra être automatisé, ou une présence humaine devra être nécessaire à proximité. Les humains seraient tout aussi utiles pour le dépannage et la maintenance de l'équipement.

Voir aussi

• Colonisation des astéroïdes
• Colonisation de Cérès

Références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Asteroid mining ».

1. ↑ "World Produces 1.05 Billion Tonnes of Steel in 2004", International Iron and Steel Institute, 2005
2. ↑ John S. Lewis, "Mining the Sky: Untold Riches from the Asteroids, Comets, and Planets", 1997, ISBN 0-201-32819-4
3. ↑ F. Marchis et al, "A low density of 0.8 g cm^-3 for the Trojan binary asteroid 617 Patroclus", Nature, 439, pp. 565-567, 2 February 2006.
4. ↑ Mark Sonter, « Mining Economics and Risk-Control in the Development of Near-Earth-Asteroid Resources », Space Future. Consulté le 2006-06-08
5. ↑ L. Wilson, K. Keil, S. J. Love, « The internal structures and densities of asteroids », dans Meteoritics & Planetary Science, vol. 34, n^o 3, 1999, p. 479-483 [texte intégral] 
6. ↑ William K. Hartmann, « The Shape of Kleopatra », dans Science, vol. 288, n^o 5467, 2000, p. 820-821 [texte intégral] 
7. ↑ David L. Kuck, "Exploitation of Space Oases", Proceedings of the Twelfth SSI-Princeton Conference, 1995.

Publications

• David Gump, Space Enterprise: Beyond NASA, Praeger Publishers, 1990, ISBN 0-275-93314-8.

Lien externe

• The Technical and Economic Feasibility of Mining the Near-Earth Asteroids (La faisabilité technique et économique de l'exploitation minière des astéroïdes géocroiseurs), M. J. Sonter.

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