L’estrazione mineraria della Luna per raccogliere risorse è un passo fondamentale nel cammino dell’umanità all’interno del sistema solare. Uno delle risorse più comuni sulla Luna, considerata relativamente preziosa qui sulla Terra, è il titanio. A $10,000 a tonnellata, è uno dei metalli più di valore utilizzati in vari settori, come l’aerospaziale e la nanotecnologia. Quindi, potremmo sfruttare il titanio presente sulla Luna per fornire all’economia terrestre un quantitativo maggiore di questo materiale prezioso? Questa domanda è al centro di uno studio condotto da ricercatori dell’Università di Uppsala in Finlandia.

Non sorprende quindi che il titanio, il nono elemento più comune nell’universo, sia abbondante sulla Luna. La maggior parte del titanio lunare si trova in un minerale chiamato ilmenite, presente anche sulla Terra a un costo di circa $390 per tonnellata metrica. L’ilmenite costituisce fino al 20% del volume di alcune rocce nel Mare della Tranquillità, dove gli astronauti dell’Apollo atterrarono e raccolsero campioni.
Per garantire che rappresentassero con precisione la quantità di titanio potenziale disponibile in questa posizione sulla Luna, gli autori, Renaud Merle, Mikael Höök, Valentin Troll e Alexander Giegling, hanno esaminato due diverse concentrazioni di ilmenite: 3% per il regolite generale nell’area e 15% per le rocce basaltiche campionate dagli astronauti dell’Apollo. Hanno poi confrontato la potenziale produzione di una miniera in questa regione con quella della miniera di Tellnes in Norvegia, una delle più produttive al mondo.

Fraser intervista il Dr. Phil Metzger – uno dei massimi esperti sull’estrazione mineraria della superficie lunare.
La miniera di Tellnes si trova sopra uno dei depositi di titanio più ricchi al mondo, con circa 575 milioni di tonnellate metriche disponibili per l’estrazione. Sebbene sia molto più piccola rispetto alle dimensioni del Mare della Tranquillità, la sua alta concentrazione dell’18% di TiO2 (dossido di titanio – la forma più comunemente trovata del materiale) implica un output potenziale elevato e un punto di riferimento per comparare la produzione di una miniera lunare. È importante notare che produce regolarmente 750 kilotoni di ilmenite all’anno, rappresentando circa il 5% della produzione mondiale di titanio.
Operare la miniera richiede un grande escavatore e sei grandi camion ribaltabili. In totale, l’escavatore e i camion forniti da Caterpillar rappresentano quasi 2,500 tonnellate di materiale da spedire sulla Luna. Gli autori stimano che ciò necessiterebbe di oltre 40 lanci di un Saturno V, un numero equivalente a quello necessario per completare la costruzione della ISS.
Una volta che l’attrezzatura è sulla Luna, deve comunque essere alimentata. I grandi motori diesel che attualmente alimentano queste enormi macchine non sono realmente un’opzione sulla Luna. Sulla Terra, la potenza totale richiesta per far funzionare tutte e sette le macchine è di circa 11 MW, che gli autori pensano potrebbe essere soddisfatta da una combinazione di energia solare e nucleare. Tuttavia, non menzionano come una batteria sufficientemente grande influenzerebbe i loro calcoli di peso.

Isaac Arthurs discute i vantaggi dell’estrazione mineraria della Luna.
Credito – Science and Futurism con il canale YouTube di Isaac Arthur
Quindi, quanto sarebbe efficace un’operazione mineraria del genere se tutto fosse in ordine, alimentato e funzionante? Ci sono diversi modi per misurare l’efficacia, ma prima di tutto, osserviamo la quantità totale di titanio prodotta. Le stime degli autori pongono il tasso di estrazione previsto a circa 500 kt all’anno—circa 2/3 della produzione di Tellnes—ma è importante notare che ci vorranno fino a 20 anni per raggiungere questo livello.
Molto può cambiare in 20 anni in termini di tecnologia e utilizzo di materiali in generale, quindi, in definitiva, questo studio non offre un argomento convincente sul perché sarebbe vantaggioso estrarre titanio come soluzione economica, specialmente considerando che le miniere sulla Terra potrebbero rapidamente aumentare la loro produzione per soddisfare la crescente domanda terrestre.
Tuttavia, il processo estrattivo presenta un ulteriore vantaggio: rompere l’ilmenite per rilasciare il titanio comporta anche il rilascio di ossigeno, fondamentale per tutto, dal carburante per razzi all’aria respirabile. Pertanto, invece di concentrarsi specificamente sul titanio, i primi sforzi di estrazione lunare potrebbero focalizzarsi sull’ossigeno contenuto nell’ilmenite e produrre titanio—apparentemente il materiale più prezioso tra i due sulla Terra—come effetto collaterale.

Una vista ravvicinata di una sfera in titanio realizzata utilizzando una stampante 3-D. Secondo l’Agenzia Spaziale Europea, le sfere cave possiedono una “geometria esterna complessa” che non può essere realizzata con i normali processi di fabbricazione.
Credito: ESA
Tuttavia, come sottolineano gli autori nel documento, è dubbio che un progetto del genere possa essere intrapreso nei prossimi dieci anni. Fino ad allora, le tecnologie continueranno a svilupparsi finché un giorno, qualcuno estrarrà il primo quantitativo di titanio dalla Luna. Rimane solo da vedere dove questo materiale prezioso sarà più utile una volta che ciò accadrà.
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UT – La Luna potrebbe essere più ricca di metalli di quanto pensassimo
Immagine principale:
Una struttura mineraria lunare raccoglie ossigeno dal suolo vulcanico ricco di risorse del Mare Serenitatis orientale.
Credito: NASA/Pat Rawlings