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Les astéroïdes pourraient devenir la principale source de métaux précieux dans les 40 prochaines années

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Les astéroïdes pourraient devenir la principale source de métaux précieux dans les 40 prochaines années

Au lieu de forêts vierges ou d’océans, les sociétés minières pourraient obtenir des métaux précieux rares à partir d’astéroïdes au cours des 40 prochaines années.

La hausse des coûts, la pollution et la perturbation des écosystèmes ont incité à examiner de plus près les astéroïdes en tant que source prometteuse de métaux précieux pour la technologie moderne, notamment les batteries, les panneaux solaires et les pièces d’éoliennes. La demande croissante d’énergie propre accroît le besoin de ces minéraux vitaux, tandis que des inquiétudes persistent quant à l’impact environnemental de l’exploitation minière terrestre.

L’exploitation minière spatiale, bien que coûteuse, offre une solution.

Ce mois-ci, deux groupes d’économistes différents ont publié des évaluations économiques de l’exploitation minière des astéroïdes dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Une évaluation a été menée par des économistes de l’Université de Tor Roma Vergata, de l’Université du Maryland et du Middlebury College. Il s’est concentré sur les défis à relever pour tirer parti des atouts astéroïdes actuellement disponibles.

L’évaluation identifie les dépenses de R&D et les politiques régissant l’utilisation de l’espace comme les principaux obstacles à l’utilisation des activités spatiales pour stimuler la croissance économique. Les entreprises privées ont tendance à orienter leurs initiatives de recherche spatiale vers la rentabilité plutôt que vers une diffusion plus large des connaissances.

De plus, les restrictions énoncées dans le Traité sur l’espace extra-atmosphérique compliquent encore davantage les choses.

Ce traité international interdit aux entreprises de revendiquer la propriété de zones orbitales spécifiques autour de la Terre. En conséquence, des problèmes tels que les déchets spatiaux et la propagation des débris spatiaux, susceptibles d’entrer en collision les uns avec les autres, deviennent de plus en plus répandus.

Le premier dit : « La résolution de ces risques mondiaux pose des problèmes d’action collective mondiale, et leur solution nécessite une coordination internationale. » appréciation.

D’autres problèmes mentionnés étaient le manque de protection planétaire contre les astéroïdes et la contamination rétro-Terre.

« Si elles sont bien gérées, l’exploration et l’utilisation de l’espace peuvent offrir des opportunités sans précédent en matière de développement économique et de durabilité. »

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La production terrestre étant limitée, l’espace devient une option plus attrayante

La deuxième évaluation a été menée par trois membres de la Colorado School of Mines et un quatrième membre du Fonds monétaire international. Il se concentre sur la manière dont l’exploitation minière spatiale contribue à la croissance durable sur Terre.

L’évaluation a révélé que la transition de l’exploitation minière sur Terre vers l’espace pourrait faciliter une croissance continue de l’utilisation des minéraux sur Terre tout en atténuant les coûts environnementaux et sociaux.

Les chercheurs ont pris en compte les coûts de tout, depuis la recherche et le développement et le transport jusqu’à la conception et la construction de fusées et d’équipements, y compris la robotique, nécessaires pour extraire les minéraux des astéroïdes et les ramener sur Terre.

Les astéroïdes pourraient devenir la principale source de métaux précieux dans les 40 prochaines années

Abondance moyenne de minéraux dans les astéroïdes métalliques et sur Terre. Tableau via « L’exploitation minière spatiale peut stimuler une croissance durable »

Leurs calculs suggèrent que dans les 30 à 40 prochaines années, l’extraction des métaux des astéroïdes pourrait devenir non seulement rentable, mais aussi le principal moyen d’obtenir des métaux précieux à mesure que leurs prix augmentent et que les coûts d’exploitation dans l’espace diminuent.

« À mesure que les contraintes sur la production terrestre augmentent, l’espace devient une option plus attrayante. Les efforts de recherche et de développement sont consacrés au stock de connaissances minières spatiales, augmentant ainsi la valeur numérique de la production spatiale.  » appréciation.

« Au fil du temps, des politiques contraignantes sur les dommages environnementaux, combinées à une meilleure efficacité de la production dans l’espace, conduisent à une transition vers l’exploitation minière spatiale. »

Les astéroïdes contiennent un mélange de métaux et de matériaux

une Stade La revue Planetary and Space Science, publiée l’année dernière, a rapporté que la composition des astéroïdes varie considérablement, allant d’objets riches en substances volatiles à des objets métalliques contenant de fortes concentrations de métaux rares tels que l’or, l’argent et le platine, en plus d’éléments plus courants. comme le fer et le nickel.

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Certains astéroïdes riches en platine peuvent contenir des teneurs allant jusqu’à 100 grammes par tonne, ce qui est 10 à 20 fois supérieur à celui trouvé dans les mines de platine à ciel ouvert en Afrique du Sud.

Les astronomes et les scientifiques s’intéressent à différents types de matériaux présents dans l’espace, tels que les gaz (tels que l’hydrogène, le carbone et l’oxygène), certains types de roches pouvant être traitées pour fabriquer des métaux et les métaux qui existent déjà sous une forme utilisable. La plupart de ces matériaux ne valent pas la peine d’être rendus sur Terre car ils sont trop chers, et nous ne le ferons peut-être jamais.

Cependant, certains métaux spéciaux appelés métaux du groupe du platine (MGP), tels que le rhodium, le ruthénium, le palladium, l’osmium, l’iridium et le platine, ont fait l’objet d’une attention particulière dans le contexte de l’exploitation minière spatiale. Ces minéraux peuvent être présents en quantités suffisamment importantes dans certains astéroïdes, ce qui rend utile leur extraction depuis l’espace.

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Oliver Damon, Mark Bezos et Jeff Bezos écoutent leur coéquipier de New Shepard, Wally Funk, alors qu’il décrit leur voyage dans l’espace suborbital via Blue Origin. Photo d’Alan Boyle via GeekWire.

L’accès à l’espace est devenu moins cher

Presque toutes les technologies modernes sont liées à l’espace d’une manière ou d’une autre. Les changements technologiques et politiques tels que les fusées réutilisables, l’augmentation de la puissance de calcul et les nouveaux mécanismes contractuels ont conduit à une baisse des prix de lancement et à un intérêt commercial accru pour l’espace.

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Bien que le Traité sur l’espace extra-atmosphérique de 1967 pose des défis au développement économique dans l’espace, des entreprises privées comme Blue Origin et Space rendent l’accès à l’espace moins cher. Les deux sociétés ont réduit le coût de lancement de missiles par 20 au cours de la dernière décennie.

« Et si ces coûts continuaient de baisser, rendant possible l’exploitation minière à partir d’astéroïdes ou de la lune ? Quelles seraient les implications pour la croissance économique et l’environnement ?  » appréciation.

À mesure que les intérêts commerciaux dans l’espace augmentent, le nombre de charges utiles augmente également. Ces charges s’étendent au-delà d’une poignée d’économies à revenus élevés, comme les États-Unis et la Chine. En fait, le nombre de pays disposant de charges utiles dans l’espace a atteint un niveau sans précédent.

Infographie via « Exploration spatiale et croissance économique : nouveaux enjeux et perspectives »

Les astéroïdes de type C sont très populaires en raison de leur teneur en eau

nouvellement un rapport Fact.MR a montré que l’expansion rapide du secteur spatial commercial stimulera les opérations minières spatiales dans les années à venir. Actuellement, le marché mondial de l’exploitation minière spatiale représente 1,7 milliard de dollars et devrait connaître un taux de croissance annuel composé de 16,1 % au cours des 10 prochaines années.

Les astéroïdes de type C ont suscité l’intérêt des entreprises travaillant sur des missions spatiales en raison de leur teneur en eau, une ressource précieuse pour le carburant des fusées. Leur attrait vient de leurs grandes réserves de minéraux et de matières organiques, ce qui les rend bien adaptés à la fabrication dans l’espace.

Les principales entreprises de cette industrie comprennent Asteroid Mining Corporation, Deep Space Industries, la China National Space Administration, l’Agence spatiale européenne, Moon Express, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale, l’Agence spatiale fédérale russe, Planetary Resources, Shackleton Energy et Trans Astronautica. L’Administration nationale de l’aéronautique et de l’espace et Space Fab.

Alors que le marché de l’exploitation minière spatiale présente un fort potentiel de croissance, le voyage dans l’univers promet des développements technologiques et des opportunités économiques passionnants, ouvrant la voie à un avenir radieux dans le secteur spatial commercial.

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Il y a toujours eu quelque chose qui cloche à propos de la nébuleuse du Crabe. Webb a révélé pourquoi !

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La nébuleuse du Crabe m’a toujours fasciné, même si elle me fascine car elle ne ressemble pas du tout à un crabe ! Ils sont le résultat d’une étoile qui a explosé à la fin de sa vie en 1054 après JC, laissant derrière elle ce que l’on appelle un reste de supernova. A cette époque, l’explosion était visible à l’œil nu, même de jour. On pensait que la supernova à l’origine du nuage provenait d’une étoile moins évoluée dotée d’un noyau composé d’oxygène, de néon et de magnésium. Des études récentes du télescope spatial James Webb révèlent qu’il pourrait s’agir en fait de l’effondrement du noyau d’une étoile riche en fer.

La nébuleuse du Crabe se trouve dans la constellation du Taureau avec un diamètre de 11 années-lumière. Au plus profond du nuage, qui s’étend à une vitesse de 1 500 kilomètres par seconde, se trouve une étoile à neutrons en rotation rapide connue sous le nom de pulsar. Il émet un faisceau de rayonnement électromagnétique qui traverse l’espace comme un phare balayant l’océan. Elle a fait l’objet de nombreuses études pour connaître la dynamique de l’évolution stellaire.

Des études antérieures ont tenté de comprendre l’énergie cinétique totale de l’explosion initiale en fonction de la vitesse du nuage en expansion. Les données suggèrent que la supernova avait une énergie relativement faible, de sorte que l’étoile progénitrice avait probablement une masse de 8 à 10 fois supérieure à celle du Soleil. Si elle avait été plus massive, elle aurait connu une supernova plus violente qui aurait été détectée par la vitesse plus élevée du nuage de gaz en expansion. Mais il y avait un problème.

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Le télescope de 48 pouces de l’observatoire Fred Lawrence Whipple a capturé cette image en lumière visible de la galaxie Pinwheel (Messier 101) en juin 2023. L’emplacement de la supernova 2023ixf est encerclé. L’observatoire, situé sur le mont Hopkins en Arizona, est exploité par le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Hiramatsu et coll. 2023/Sébastien Gomez (STScI)

Les observations de la nébuleuse du Crabe, en particulier la vitesse de rotation élevée du pulsar, semblent contredire la théorie actuelle de la supernova. Dans un modèle d’étoiles de faible masse comme l’étoile progénitrice de la nébuleuse du Crabe, l’oxygène présent dans le noyau s’enflamme lorsque le noyau s’effondre. Ce processus n’a pas assez d’énergie pour générer un pulsar à rotation aussi rapide.

Une équipe d’astronomes a répondu à cette curiosité en utilisant MIRI (Mid-Infrared Instrument) et NIRCam (Near Infrared Camera) à bord du télescope spatial James Webb pour collecter des données sur la nébuleuse du Crabe. L’équipe était dirigée par Tai Tamim de l’Université de Princeton dans le New Jersey. Ils ont déclaré que la composition gazeuse du nuage indique que l’étoile pourrait être plus évoluée avec du fer dans le noyau, ce qui pourrait conduire à une supernova d’énergie plus élevée qu’on ne le pensait auparavant.

Concept artistique du télescope spatial James Webb

Grâce aux instruments sensibles à l’infrarouge de Webb, les raies d’émission du fer et du nickel peuvent être vues plus clairement que jamais. L’étude des raies brillantes dans le spectre de la nébuleuse a permis d’obtenir une estimation plus fiable du rapport fer/nickel. Ils ont découvert qu’il s’agissait d’un pourcentage plus élevé par rapport au Soleil que celui auquel on pourrait s’attendre pour une supernova plus active.

Les résultats sont prometteurs mais les lectures proviennent de deux petites régions de la nébuleuse, donc pour exclure les variations sur l’ensemble des 11 années-lumière, davantage de lectures sont nécessaires. Si les données de Webb représentent la nébuleuse entière, l’un des mystères de la nébuleuse pourrait enfin être résolu.

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source : Enquête sur les origines de la nébuleuse du Crabe avec Webb de la NASA

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

Les réactions électrochimiques sont essentielles à la fabrication de divers produits dans les industries.

La fabrication de l’aluminium, des tuyaux en PVC, du savon et du papier dépend de ces réactions électrochimiques, qui font également partie intégrante du fonctionnement des batteries des appareils électroniques, des voitures, des stimulateurs cardiaques et bien plus encore. De plus, elle a le potentiel de révolutionner la production d’énergie durable et l’utilisation des ressources.

Le cuivre et les catalyseurs similaires jouent un rôle crucial dans la catalyse de ces réactions et sont largement utilisés dans les applications électrochimiques industrielles. Cependant, le manque de compréhension du comportement des catalyseurs au cours des réactions a entravé le développement de catalyseurs améliorés. Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient capables d’imager les stimuli qu’avant et après les réactions, ce qui laisse un vide dans la compréhension des processus qui se produisent entre les deux.

Une collaboration entre le California Institute for Nanosystems de l’Université de Californie et le Lawrence Berkeley National Laboratory a supprimé cette limitation. L’équipe a utilisé une cellule électrochimique spécialement conçue pour surveiller la structure atomique du catalyseur en cuivre pendant la réaction conduisant à la décomposition du dioxyde de carbone.

Cette méthode offre un moyen potentiel de convertir les gaz à effet de serre en carburant ou en d’autres matériaux précieux. Les chercheurs ont enregistré des cas dans lesquels le cuivre formait des amas liquides puis disparaissait à la surface du catalyseur, entraînant des piqûres visibles.

« Pour quelque chose qui est si omniprésent dans nos vies, nous comprenons très peu de choses sur le fonctionnement des stimuli en temps réel. » a déclaré le co-auteur Bri Narang, professeur de sciences physiques à l’UCLA et membre du CNSI. « Nous avons désormais la capacité d’observer ce qui se passe au niveau atomique et de le comprendre d’un point de vue théorique.

« Tout le monde bénéficierait de la conversion directe du dioxyde de carbone en carburant, mais comment pouvons-nous le faire à moindre coût, de manière fiable et à grande échelle ? » a ajouté Narang, qui occupe également un poste en génie électrique et informatique à la School of Engineering de l’UCLA. « C’est le genre de science fondamentale qui devrait faire avancer ces défis. »

Sur la gauche, une flèche rouge suit le mouvement d’un atome de cuivre individuel pendant la réaction électrochimique. À droite, les flèches jaunes indiquent les piqûres restant dans la surface du catalyseur. Source de l’image : Qiubo Zhang/Laboratoire national Lawrence Berkeley

Les découvertes dans le domaine de la recherche sur le développement durable ont des implications significatives, et la technologie qui permet ces découvertes a le potentiel d’améliorer l’efficacité des processus électrochimiques dans diverses applications qui ont un impact sur la vie quotidienne.

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Selon Yu Huang, co-auteur de l’étude et professeur Traugott et Dorothea Frederking et directeur du Département de science et d’ingénierie des matériaux à l’UC Samueli, l’étude pourrait aider les scientifiques et les ingénieurs à passer d’essais et d’erreurs à une approche de conception plus systématique. .

« Toute information que nous pouvons obtenir sur ce qui se passe réellement lors de la stimulation électrique est d’une aide précieuse pour notre compréhension de base et notre recherche de conceptions pratiques. » a déclaré Huang, membre du CNSI. « Sans cette information, c’est comme si nous lancions des fléchettes les yeux bandés et espérions atteindre quelque part près de la cible. »

Un microscope électronique de haute puissance de la fonderie moléculaire du Berkeley Lab a été utilisé pour capturer les images. Ce microscope utilise un faisceau d’électrons pour examiner des spécimens avec un niveau de détail inférieur à la longueur d’onde de la lumière.

Des défis sont rencontrés en microscopie électronique lorsqu’on tente de révéler la structure atomique des matériaux dans des environnements liquides, comme le bain d’électrolyte salin nécessaire à une réaction électrochimique.

L’ajout d’électricité à l’échantillon augmente la complexité du processus. L’auteur correspondant Haiime Cheng, scientifique principal au Berkeley Lab et professeur adjoint à l’UC Berkeley, et ses collègues ont développé un dispositif hermétiquement fermé pour surmonter ces obstacles.

Les scientifiques ont effectué des tests pour s’assurer que le flux d’électricité dans le système n’affectait pas l’image résultante. En se concentrant sur l’endroit exact où le catalyseur en cuivre rencontre l’électrolyte liquide, l’équipe a enregistré les changements qui se sont produits sur une période d’environ quatre secondes.

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Au cours de la réaction, la structure du cuivre s’est transformée d’un réseau cristallin régulier, généralement présent dans les métaux, en une masse irrégulière. Ce faisceau désordonné, composé d’atomes de cuivre et d’ions chargés positivement ainsi que de quelques molécules d’eau, s’est ensuite déplacé à la surface du catalyseur. Ce faisant, les atomes ont été échangés entre du cuivre régulier et irrégulier, piquant la surface du catalyseur. Finalement, la masse irrégulière a disparu.

« Nous ne nous attendions pas à ce que la surface se transforme en une forme amorphe puis revienne à une structure cristalline. » a déclaré le co-auteur Yang Liu, étudiant diplômé de l’UCLA dans le groupe de recherche de Huang. « Sans cet outil spécial pour observer le système en action, nous ne serions jamais en mesure de capturer ce moment. Les progrès des outils de caractérisation comme ceux-ci permettent de nouvelles découvertes fondamentales, nous aidant à comprendre le fonctionnement des matériaux dans des conditions réelles. »

Référence du magazine :

  1. Qiubo Zhang, Zhigang Song, Qianhu Sun, Yang Liu, Jiawei Wan, Sophia B. Betzler, Qi Cheng, Junyi Shangguan, Karen C. Bustillo, Peter Ercius, Bryneha Narang, Yue Huang et Haimei Cheng. Dynamique atomique des interfaces solide-liquide électrifiées dans les cellules liquides TEM. Nature, 2024 ; Identification numérique : 10.1038/s41586-024-07479-s

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil
Brasilia :

Un scientifique brésilien a découvert des fossiles de petits reptiles ressemblant à des crocodiles qui vivaient pendant la période du Trias, des millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Les fossiles du prédateur, appelé Parvosuchus aureloi, comprennent un crâne complet, 11 vertèbres, un bassin et quelques os de membres, selon le paléontologue Rodrigo Muller de l’Université fédérale de Santa Maria dans l’État de Rio Grande, auteur de la recherche publiée jeudi. Journal des rapports scientifiques.

Parvosuchus, qui vivait il y a environ 237 millions d’années, marchait sur quatre pattes et mesurait environ un mètre de long et se nourrissait de reptiles plus petits. Les fossiles ont été découverts dans le sud du Brésil. Parvosuchus, qui signifie « petit crocodile », appartient à une famille éteinte de reptiles appelée Gracilissuchidae, qui jusqu’à présent n’était connue qu’en Argentine et en Chine.

« Les Gracilisuchidae sont des organismes extrêmement rares dans le monde paléontologique », a déclaré Mueller à Reuters. « Ce groupe est particulièrement intéressant car ils vivaient juste avant l’aube des dinosaures. Les premiers dinosaures vivaient il y a 230 millions d’années. »

Parvosuchus était un prédateur terrestre. Gracili suchidae représente l’une des branches les plus anciennes de la lignée connue sous le nom de Pseudosuchia qui comprenait plus tard la branche alligator.

Parvosuchus a vécu à une époque d’innovation évolutive à la suite de la pire extinction massive sur Terre il y a 252 millions d’années, avec plusieurs groupes de reptiles en compétition avant que les dinosaures ne deviennent finalement dominants. Les derniers membres des Gracilisuchidae ont incontestablement disparu environ sept millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

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(Cette histoire n’a pas été éditée par le personnel de NDTV et est générée automatiquement à partir d’un flux syndiqué.)

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