El Observatorio Cuyano

El asteroide metálico Psyche o por qué la minería de asteroides no es tan sencilla

Por Daniel Marín

Nuestro planeta tiene recursos limitados, pero algunas de las materias primas que escasearán dentro de poco podremos encontrarlas en el espacio. En concreto, en los asteroides, pequeños cuerpos con cantidades prácticamente ilimitadas de metales, tierras raras y otros elementos que en la Tierra comienzan a escasear (o que tienen unos costes de extracción cada vez más caros en términos energéticos y de protección del medioambiente). Este atractivo punto de partida es la base de la minería de asteroides. Pero, dejando a un lado la tecnología para extraer de asteroides elementos y compuestos concretos más allá del agua, una tecnología que no tenemos hoy en día, ¿cómo son en realidad esos asteroides metálicos?

Imagen artística del asteroide Psyche (Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech).

El mayor asteroide metálico, o de Tipo M, conocido es 16 Psyche, también denominado Psique en español. Descubierto en 1852 por el astrónomo italiano Annibale de Gasparis, Psyche fue famoso durante la segunda mitad del siglo XX por su espectro, que revela un alto contenido en metales. Por este motivo, se consideró como posible origen de gran parte de los meteoritos metálicos encontrados en la Tierra. En 2002 nuevas observaciones mostraron que este cuerpo menor era incluso más compacto y masivo de lo esperado, con una densidad media próxima a 7 toneladas por metro cúbico, muy similar a la del acero. De ser así, Psyche no solo sería un asteroide rico en metales, sino que básicamente sería un gran trozo de hierro. Un trozo de nada más y nada menos que de 2,5 ×1019 kg.

Posibles escenarios de enfriamiento de Psyche (NASA/JPL-Caltech).

Con esa densidad, eso significa que Psyche es un enorme pedazo irregular de 279 x 232 x 189 kilómetros y de casi 1019 kg de hierro y níquel —los metales más comunes del sistema solar— esperando a ser aprovechado por la especie humana. De hecho, hasta hace poco se pensaba que Psyche tendría tanto hierro como para satisfacer la demanda anual de hierro de todo el planeta Tierra durante varios millones de años. Y, si hay hierro y níquel, también tienen que haber otros elementos pesados, como uranio o torio, además de tierras raras y metales preciosos como oro, platino o rodio. Psyche es un cuerpo tan interesante que la NASA lanzará una sonda homónima dentro de dos años para explorarlo. Y es que no está nada claro qué es lo que vamos a encontrar. Para empezar, ¿cómo se forma un asteroide con un contenido tan alto en metales?

La sonda Psyche (Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech).

La hipótesis favorita nos dice que Psyche es el núcleo remanente de un cuerpo de mayor tamaño. En el origen del sistema solar algunos protoplanetas alcanzaron una estructura interna diferenciada. Es decir, los elementos más pesados se fueron al centro y los más ligeros al exterior. Algunos de estos protoplanetas sufrieron colisiones catastróficas con otros cuerpos, dejando expuesto el núcleo rico en metales. Psyche sería uno de estos protonúcleos supervivientes. De hecho, sería el más grande del sistema solar. Estudiar Psyche nos permitirá por tanto explorar el núcleo metálico de un protoplaneta del sistema solar, algo fascinante teniendo en cuenta que no somos capaces de estudiar de cerca el núcleo de la Tierra. Sin embargo, las observaciones más recientes han arrojado un jarro de agua fría a la «hipótesis de trozo de hierro» para Psyche. Su densidad media parece que está más cerca de las 4 toneladas por metro cúbico en vez de las 7 calculadas la pasada década. Aunque esta densidad es el doble que la de Ceres, un cuerpo con un alto contenido en agua, está muy lejos de la que le corresponde a un objeto totalmente metálico. Esto significa que, además de metales, debe contener gran cantidad de silicatos —o sea, rocas— y, quizás, hasta hielo de agua. Una imagen muy diferente de ese trozo de hierro puro que teníamos en mente hasta hace pocos años.

Psyche comparado con otros asteroides (NASA).

En cualquier caso, y aunque este último cálculo de la densidad de Psyche disminuye las probabilidades de que sea el progenitor de los meteoritos metálicos terrestres, sigue siendo el mayor asteroide de Tipo M conocido y, por tanto, es un objeto esencial si queremos comprender el origen y evolución del sistema solar. Incluso si esta baja densidad se confirma, Psyche debe contener grandes cantidades de metales. La clave fundamental para averiguar cómo se formó será, además de la observación directa, comprobar si existe un campo magnético dipolar global, señal de que el interior no está solidificado del todo. En el caso de que, además, el porcentaje de níquel sea bajo, el asteroide se habría enfriado de fuera adentro, como Mercurio o Ganímedes, partiendo de un estado fundido inicial. Por contra, si no hay campo magnético global, Psyche se habría solidificado de dentro hacia afuera, como la Tierra. Otra opción más atractiva desde el punto de vista de la minería de asteroides es que Psyche no tenga campo magnético global y su contenido de níquel sea bajo, porque eso significaría que nunca estuvo fundido. O lo que es lo mismo, el núcleo del asteroide sería un enorme trozo de metal reducido, o sea, un gran bloque de hierro —y otros elementos pesados— en estado puro.

Modelos del interior de Psyche en función de la cantidad de níquel y el campo magnético (NASA).

Como vemos, incluso si Psyche contiene muchos metales, no tenemos ni idea de cómo están distribuidos estos elementos en el interior del asteroide y, menos aún, el grado de mezcla con silicatos y volátiles. Por no hablar de que, incluso en el caso de que tengamos grandes trozos de metal, será una aleación de varios elementos, por lo que separarlos no será nada sencillo. Y menos aún llevarlos de forma segura hasta la superficie de nuestro planeta. Es por esto que la minería de asteroides del futuro tiene puesta la vista en NEOs metálicos. O sea, asteroides cercanos a la Tierra con alto contenido en metales (no obstante, la minería de asteroides a medio plazo se centrará en la extracción de agua, un compuesto que puede ser usado para consumo humano y para crear propergoles de naves espaciales). Sea como sea, y pese a que es mucho más sencillo, energéticamente hablando, acercarse a estos cuerpos que a Psyche, tampoco sabemos en qué estado estarán los metales constituyentes. Por este motivo, Psyche continúa siendo un objetivo muy interesante, incluso si su densidad es muy baja, porque nos permitirá comprender cómo son los asteroides metálicos en general.

Trayectoria de la sonda Psyche hacia el asteroide 16 Psyche (NASA/JPL-Caltech).

Si todo sale bien, en julio de 2022 la sonda Psyche será lanzada mediante un Falcon Heavy de SpaceX (recientemente, la NASA ha formado el contrato de lanzamiento por 117 millones de dólares). Tras sobrevolar Marte en 2023, llegará a Psyche en enero de 2026. Por tanto, dentro de seis años sabremos por fin cómo es el mayor asteroide de Tipo M del sistema solar y cuánto metal realmente tiene.