¿Por qué es difícil extraer asteroides?



La minería con asteroides es un tipo de actividad fantástico, por ahora, que recientemente se ha mencionado como el futuro cercano. Solo las compañías que apuntaban a tal ocupación casi se declararon en bancarrota, ya que nunca llegaron a un solo asteroide. Veamos por qué es tan difícil.



Un asteroide es un pequeño cuerpo cósmico de origen natural, de varios metros a cientos de kilómetros de diámetro, de composición predominante de piedra o metal, que lo distingue de los cometas, donde el material principal es el hielo. Los cuerpos helados del sistema solar se encuentran principalmente lejos del sol, más allá de Marte y más allá, por lo que es más fácil llegar a los asteroides desde la Tierra. La mayoría de los asteroides giran en el cinturón principal, entre las órbitas de Marte y Júpiter, pero una gran parte tiene órbitas cercanas a la Tierra o incluso cruzan la órbita de la Tierra. Relativamente cerca de la Tierra o los asteroides que se acercan se llaman cerca de la Tierra, y cruzar la órbita se considera potencialmente peligroso para nosotros. Pero lograr tales asteroides con la ayuda de naves espaciales es mucho más simple, se puede llegar a algunos asteroides gastando menos combustible que en el vuelo a la luna.



La composición de los asteroides también es diferente, los científicos los dividen de acuerdo con las clases espectrales definidas en los telescopios de la Tierra. Hay tres tipos principales de asteroides: piedra, piedra de hierro, metal (hierro). Los más ricos en diversos metales, incluidas las tierras raras y el platino - metal, que son fragmentos de los núcleos de los primeros protoplanetas formados y destruidos en colisiones mutuas en los albores del sistema solar. Algunas subespecies de asteroides de piedra contienen más carbono y compuestos volátiles, incluida el agua, lo que los hace similares a los cometas.

Cualquier minero espacial que vaya a buscar asteroides debe elegir un objetivo por varias razones:

  1. Clase espectral : para saber qué minerales están esperando allí (es inútil volar a un asteroide metálico con un sistema de producción de agua).
  2. La diferencia en la velocidad orbital con la Tierra es saber cuánto combustible se utilizará para un vuelo de ida y vuelta. La diferencia en las velocidades de la Tierra y los asteroides que pasan cerca de la Tierra comienza a aproximadamente 0.5 km / s. Es decir, para alcanzar el asteroide y regresar a la órbita cercana a la Tierra, la nave espacial necesitará una reserva de combustible que le permita alcanzar una velocidad de 1 km / s (0.5 km / s para la aceleración y 0.5 km / s para el frenado). En comparación, se requiere un alcance de 3.5 km / s para alcanzar y aterrizar en la luna. Puede ahorrar mediante maniobras gravitacionales, pero requerirán una trayectoria óptima y pueden aumentar significativamente el tiempo de vuelo. También puede ahorrar en frenar en la atmósfera, pero necesitará aumentar la masa de la cápsula devuelta.
  3. Inclinación orbital de asteroides : tanto la Tierra como los asteroides giran alrededor del Sol en aproximadamente el mismo plano, pero incluso una pequeña diferencia en la inclinación orbital requiere un consumo significativo de combustible. Se requieren aproximadamente 0.5 km / s de aumento de velocidad para cambiar el plano orbital de la nave espacial en 1 grado, y algunos asteroides giran en un ángulo de hasta 20 grados con respecto al plano de la órbita de la Tierra.



Como resultado, solo unas pocas docenas de asteroides están disponibles para un logro y retorno relativamente simple y económico del material extraído. Aun así, cada kilogramo de recursos costará decenas o cientos de millones de dólares gastados en el desarrollo, producción y lanzamiento de una nave espacial minera.



Lo más molesto para los "mineros espaciales" es que el material de asteroides ya llega regularmente a la Tierra en forma de meteoritos. Además, la Tierra misma contiene la misma composición de elementos químicos que los cuerpos cósmicos circundantes. Es cierto que en los asteroides metálicos, la concentración de metales pesados ​​de tierras raras es más alta que el promedio en la corteza terrestre. La Tierra se refiere a cuerpos que han sufrido diferenciación, como resultado de los cuales elementos pesados ​​descendieron al núcleo, y solo quedaron ligeros en la superficie, y los asteroides metálicos son solo fragmentos de protoplanetas antiguos. Pero aquí el vulcanismo viene en ayuda de los mineros de la tierra. Los resultados de antiguas erupciones, como las tuberías de kimberlita de Yakutia, la cresta de Conder o la meseta de Putorana contienen una mayor concentración de metales, que la humanidad aún puede producir durante cientos o miles de años.



Por lo tanto, en las próximas décadas, las perspectivas comerciales de la minería en el espacio solo se pueden discutir en el contexto de su uso en el espacio, sin entrega a la Tierra.

Los intentos de ganar dinero en la búsqueda de nuevos asteroides también fracasaron, porque los asteroides abren con éxito las instituciones científicas estatales, incluida la NASA, a un costo presupuestario.



Las dificultades para lograr asteroides y la disponibilidad de material de meteoritos en la Tierra, y lo más importante, la falta de necesidades reales de la economía de la Tierra y la astronáutica en material espacial, se han convertido en las razones de la falta de gran interés en proyectos como Planetary Resources y Deep Space Industries desde el lado de los negocios. La extracción de metales de tierras raras en la Tierra, a pesar de todas las dificultades, es un orden de magnitud más eficiente y fácil de lo que los mineros espaciales podrían proporcionar.

Preparado para el popular portal de ciencia Nplus1.ru , publicado en la edición original.

Source: https://habr.com/ru/post/445314/


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