NASA szuka "ekologicznego złota". Używa do tego legendarnych samolotów

Dwa samoloty ER-2 (Earth Resources 2) należące do NASA wykonują właśnie serię lotów nad USA, których celem jest odnalezienie złóż bezcennych surowców. ER-2 to wariant legendarnego samolotu szpiegowskiego Lockheed U-2, który był jednym z najważniejszych powietrznych zwiadowców Zimnej Wojny. 

Podobnie, jak U-2, należące do NASA ER-2 mogą latać na wysokościach ponad 18 tys. metrów. Choć maszyny, które pozostają w służbie w Siłach Powietrznych USA słyną ze swoich szpiegowskich wyczynów, w NASA służą przede wszystkim do badań Ziemi. 

Dwa ER-2 należące do agencji badają naszą planetę od lat 80. Przebudowane ze szpiegowskich U-2 samoloty wykonały już ponad 4500 misji, podczas których badały ziemską atmosferę i zachodzące w niej zjawiska, poziom ozonu, a nawet były wykorzystywane do testowania nowych czujników satelitarnych. 

Teraz wróciły nad amerykańskie pustkowia. To powrót do korzeni. Gdy Amerykanie po raz pierwszy opracowali legendarne szpiegowskie maszyny, te były testowane nad pustyniami amerykańskiego Zachodu. Startujące z niesławnej Strefy 51 samoloty były wielokrotnie brane za UFO. 

Od września 2023 roku jeden z dwóch należących do agencji samolotów wykonuje loty zwiadowcze nad USA, podczas których stara się namierzyć złoża minerałów niezbędnych do produkcji elektroniki i czystych źródeł energii. Misja znana jest jako GEMx, czyli eksperyment geologicznego mapowania Ziemi, i jest prowadzona we współpracy ze Służbą Geologiczną Stanów Zjednoczonych (USGS).

"Stany Zjednoczone są uzależnione od dostaw materiałów, które wspierają gospodarkę i bezpieczeństwo narodowe" - stwierdził geofizyk USGS Raymond Kokaly w oświadczeniu opublikowanym przez NASA. "Te materiały uznano za minerały krytyczne, ponieważ zakłócenie ich dostaw miałoby znaczące negatywne skutki dla gospodarki. Nieodkryte złoża przynajmniej niektórych spośród tych krytycznych i strategicznych minerałów prawie na pewno istnieją w Stanach Zjednoczonych, ale potrzebne są nowoczesne dane geofizyczne, aby poszerzyć naszą wiedzę na ich temat".

Misja GEMx obejmuje loty należącego do NASA ER-2 i zmodyfikowanego odrzutowca biznesowego Gulfstream V nad południowo-zachodnią częścią Ameryki, w tym nad Kalifornią, Nevadą, Arizoną i Nowym Meksykiem. Na potrzeby tego konkretnego eksperymentu ER-2 przelatuje nad suchymi regionami kontynentu na wysokości 19 800 m. Podczas lotu jego wyspecjalizowane czujniki zbierają tak zwane obrazy hiperspektralne.

Obrazy te składają się nie tylko ze światła widzialnego, ale także z pasm promieniowania podczerwonego i cieplnego, co pozwala naukowcom zobaczyć "złożoność geofizyczną kryjącą się za pozornie prostymi lub monochromatycznymi powierzchniami". Pomiary mogą wskazać naukowcom obecność kluczowych minerałów.

Ostatecznym celem misji jest bezpieczeństwo narodowe USA. Stany Zjednoczone chcą uniezależnić się od zagranicznych dostaw elektroniki. Nie tylko tej wykorzystywanej przez zwykłych zjadaczy chleba, ale przede wszystkim tej, która jest wykorzystywana przez rządowe agencje i wojsko. 

"Jeśli w ramach tej misji uda się zidentyfikować minerały krytyczne w obszarach nadających się do wydobycia w USA, będziemy mniej zależni od podmiotów zagranicznych" - stwierdził w oświadczeniu agencji Kevin Reath, zastępca kierownika programu GEMx w NASA.

W ostatnich latach amerykański rząd uznał za priorytet zwiększenie krajowych dostaw tych minerałów. W 2021 r. prezydent Joe Biden podpisał dekret mający na celu ograniczenie "nadmiernej zależności od zagranicznych źródeł i wrogich sobie narodów w zakresie kluczowych minerałów i materiałów, co prowadzi do zagrożenia bezpieczeństwa narodowego i gospodarczego".

Na dziś rynek tych minerałów jest kontrolowany przez Chiny. "Pekin kontroluje większość rynku przetwarzania i rafinacji kobaltu, litu, pierwiastków ziem rzadkich i innych krytycznych minerałów" - stwierdza oświadczenie Białego Domu z 2022 roku. NASA spodziewa się, że projekt GEMx będzie kosztować 16 milionów dolarów i będzie kontynuowany do jesieni 2026 roku.

NASA wykorzystuje dwa samoloty Lockheed ER-2 jako latające laboratoria w ramach Dyrekcji Misji Naukowych Agencji. Samoloty stacjonują w budynku 703 Armstrong Flight Research Center w Palmdale w Kalifornii i zbierają informacje o zasobach Ziemi, ciałach niebieskich, chemii i dynamice atmosfery oraz procesach oceanicznych. Są również wykorzystywane do badań i rozwoju czujników elektronicznych, kalibracji satelitów i sprawdzania poprawności danych satelitarnych.

NASA nabyła swój pierwszy samolot ER-2 w 1981 r., a drugi w 1989 r. Zastąpiły one dwa samoloty Lockheed U-2, których NASA używała od 1971 r. do gromadzenia danych naukowych. Samoloty U-2 zostały opracowane w latach 50 na potrzeby CIA i Amerykańskich Sił Powietrznych a ich pierwszym celem było szpiegowanie radzieckiego programu atomowego i kosmicznego. Stały się też powodem poważnego kryzysu w stosunkach między USA i ZSRR po tym, jak w 1960 r. radzieckim siłom powietrznym udało się zestrzelić nad własnym terytorium szpiegowską maszynę pilotowaną przez Gary’ego Powersa. 

Mimo upływu 60 lat od pierwszego lotu maszyny, U-2 pozostają w służbie w amerykańskich siłach powietrznych. Dwie maszyny należące do NASA, zamiast szpiegowskiej aparatury, są wyposażone w czujniki pozwalające dokonywać precyzyjnych, naukowych pomiarów atmosfery i powierzchni Ziemi. 

Pierwiastki ziem rzadkich to 17 pierwiastków metalicznych znajdujących się w środku układu okresowego (mają liczby atomowe 21, 39 i 57-71). Metale te mają niezwykłe właściwości fluorescencyjne, przewodzące i magnetyczne, co czyni je bardzo przydatnymi, zwłaszcza gdy są mieszane w małych ilościach z bardziej powszechnymi metalami, takimi jak żelazo.

Złoża tych metali występują w wielu miejscach na całym świecie, a niektóre pierwiastki występują w skorupie ziemskiej w mniej więcej takiej samej ilości jak miedź czy cyna. Jednak pierwiastki ziem rzadkich nigdy nie występują w bardzo dużych stężeniach i zwykle są zmieszane z pierwiastkami radioaktywnymi, takimi jak uran i tor.

Właściwości chemiczne pierwiastków ziem rzadkich utrudniają ich oddzielenie od otaczających materiałów i od siebie nawzajem. Te cechy sprawiają również, że są trudne do oczyszczenia. Obecne metody produkcji wymagają dużych ilości rudy i generują dużą ilość szkodliwych odpadów.

Pierwiastki ziem rzadkich są składnikami wielu znanych technologii, w tym smartfonów, świateł LED i samochodów hybrydowych. Kilka pierwiastków ziem rzadkich wykorzystuje się w rafinacji ropy naftowej i energetyce jądrowej; inne są ważne dla turbin wiatrowych i pojazdów elektrycznych; a bardziej specjalistyczne zastosowania występują w medycynie i przemyśle.