Exploitation minière des astéroïdes

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Exploitation minière d'un astéroïde géocroiseur tel qu'imaginé par la NASA, 1977

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

Enjeu[modifier | modifier le code]

En 2004, la production mondiale de minerai de fer a dépassé le milliard de tonnes[1]. En comparaison, un petit astéroïde de type M avec un diamètre de 1 km peut contenir plus de 2 milliards de tonnes 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[modifier | modifier le code]

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 d'importants profits [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.

Une équipe chinoise a le projet de dévier l'astéroïde 2008 EA9, pour qu'il se positionne au point L1 en février 2049[5].

Exploitation des ressources[modifier | modifier le code]

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 faits que de rocailles empilées[6], rendant cette approche faisable.
  2. Les astéroïdes à forte concentration métallique peuvent être recouverts de grains de métaux qui peuvent être récupérés à l'aide d'un aimant[7].
  3. Pour les matériaux volatils des comètes "éteintes", la chaleur peut être utilisée pour fondre et vaporiser la matrice[8].
  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.

En avril 2012, Planetary Resources, société fondée par quelques milliardaires américains (Sergey Brin, Eric Schmidt de Google, le réalisateur James Cameron et quelques autres) se propose d'exploiter aux alentours de 2025 les ressources de ces corps célestes. En décembre de la même année, Deep Space Industries prévoit aussi d'ouvrir des mines dans les astéroïdes dans des délais similaires.

Sources[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. "World Produces 1.05 Billion Tonnes of Steel in 2004", International Iron and Steel Institute, 2005
  2. Lewis 1997
  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. Capturer un astéroïde pour y chercher des métaux : une idée chinoise
  6. (en) L. Wilson, K. Keil, S. J. Love, « The internal structures and densities of asteroids », Meteoritics & Planetary Science, vol. 34, no 3,‎ 1999, p. 479-483 (lire en ligne)
  7. (en) William K. Hartmann, « The Shape of Kleopatra », Science, vol. 288, no 5467,‎ 2000, p. 820-821 (lire en ligne)
  8. David L. Kuck, "Exploitation of Space Oases", Proceedings of the Twelfth SSI-Princeton Conference, 1995.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Compléments[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]