قد يبدو تعدين الكويكبات موضوعًا خياليًا علميًا بالنسبة لك ، ولكن العديد من الشركات والحكومات تعمل عليه بالفعل. وهذا ليس مفاجئًا - بالمقارنة مع الجسور المدهشة التي يبنيها المهندسون على الأرض ، يبدو أن التعدين من الكويكبات عملية بسيطة وصغيرة لا تتطلب تقنيات متقدمة. إذا كان هناك أي شيء مفقود ، فهو خيال يمكن أن يخبرنا إلى أي مدى أصبح هذا النشاط ممكنًا. أخشى فقط أنها لن تبدأ بالسرعة الكافية لمساعدة العالم على التعامل مع الصعوبات الحالية المرتبطة بالموارد.
بصفتي باحثًا علميًا ، أعمل مع العديد من شركات تطوير الكويكبات ، مع مراعاة إلحاحية هذه المهمة. أنا أعتمد على تمويلهم ، لذلك لدي أسرار تصنيع لا يمكنني مشاركتها. ومع ذلك ، يمكنني الكشف عن الأسباب الرئيسية لتفاؤلي بشأن تطوير الكويكبات كعمل تجاري ، والحديث عما سيعنيه بالنسبة لنا في المستقبل.
كثير من الناس يشككون في تطوير الكويكبات ، لأنهم يتصورون الهدف النهائي لهذه العملية في شكل إعادة البلاتين إلى الأرض للبيع في سوق المعادن. يستشهد الصحفيون باستمرار بإحصائيات غير قابلة للإشارة تشير إلى أن البلاتين المستخرج من كويكب يمكن أن يكلف تريليونات الدولارات الأمريكية ، وسوف يدرك أي شخص مطلع على الاقتصاد أنه إذا عدت إلى المنزل بكمية ضخمة من المعادن الثمينة ، فسوف تنهار السوق وتقلل من قيمة الكويكب.
من ناحية أخرى ، إذا كنت تخطط لتعدين البلاتين قليلاً للحفاظ على سعره مرتفعًا (كما هو الحال في صناعة الماس) ، فستتمكن شركات الكويكبات من التنافس مع شركات تعدين الأراضي التي تستفيد من سلسلة التوريد الأرضية القائمة و شبكات النقل؟
هذا هو السبب في عدم اعتبار البلاتين عند تطوير الكويكبات. بدلاً من ذلك ، سيكون أول منتج يتم استخراجه من الكويكبات شيئًا ما تكون قيمته بعيدة عن الوضوح: الماء.
بالنسبة للمتخصصين في الصواريخ ، الماء هو المادة الخام لوقود الصواريخ. يستغرق إطلاق الماء إلى الفضاء من الأرض الكثير من الوقود ، ولهذا السبب يستهلك هذا المفهوم نفسه. لحسن الحظ ، الفضاء مليء بالماء ، ومن الأسهل بكثير نقله من مكان إلى آخر. يمكن استخراج الماء بسرعة من معادن الطين من فئة واسعة النطاق من الأجسام الصغيرة ، والمعروفة باسم
كويكبات الفئة C ، أو الكربون. يمكن فصل الماء المنفصل عن المعادن بواسطة الكهرباء (أثناء
التحليل الكهربائي ) إلى هيدروجين وأكسجين ، ووضعه في مكونات وقود الصواريخ الرئيسية.
إن استخدام وقود الصواريخ الذي يتم تلقيه في الفضاء سيقلل من تكلفة العمل على أي شيء آخر ، مما سيؤدي إلى بدء دورة اتصال إيجابية لسلسلة الإمداد خارج الأرض وتسليم البضائع. ولكن قبل ذلك ، نحتاج إلى العثور على عملاء يمكنهم بدء هذه العملية.
من سيشتري وقود الصواريخ المصنوعة من ماء الكويكب؟ أحد المفاهيم هو بيعه لشركات الاتصالات لإطلاق الأقمار الصناعية إلى المدار. قبل عقد من الزمن ، تم تجهيز معظم الأقمار الصناعية التي أطلقت في الفضاء بصاروخ متصل بالقمر الصناعي. وفقًا لهذا المخطط ، يتم إطلاق القمر الصناعي لأول مرة إلى مدار انتقالي ثابت بالنسبة للأرض بشكل بيضاوي للغاية ، حيث يبلغ الحضيض (النقطة السفلية) بضع مئات الكيلومترات فقط من الأرض ، ويبلغ ارتفاع الأوج (النقطة العليا) 36000 كم. بعد ذلك ، تنتقل المركبة الفضائية إلى الأوج ، حيث يتم إطلاق الصاروخ وتصحيح المدار إلى مدار أكثر تقريبًا ، بحيث يمكن للقمر الصناعي بدء بيع البيانات للعملاء. لكن تكلفة مثل هذا الصاروخ مرتفعة للغاية.
اليوم ، يضع معظم أصحاب الأقمار الصناعية محركات صاروخية كهربائية خفيفة عليها. فهي أرخص وأكثر كفاءة ، ولكنها ضعيفة للغاية. يمكن أن يستغرق القمر الصناعي من 6 إلى 12 شهرًا للوصول إلى مداره النهائي. الوقت هو المال ، لذلك هذا التأخير يكلف أصحاب الأقمار الصناعية مئات الملايين من الدولارات من الأرباح الضائعة.
سيوفر تطوير الكويكبات خيارًا ثالثًا. ستقوم شركة التعدين ببيع المياه لشركة النقل الفضائي ، وسوف تستخدمها للتزود بالوقود في قاطرة فضائية متوقفة في مدار حول الأرض. رست زورق السحب على القمر الصناعي الذي تم إطلاقه حديثًا في المدار الثابت بالنسبة للأرض وسيرفعه إلى المدار النهائي بسرعة كبيرة ، في غضون يوم واحد فقط.
وفقًا لحساباتنا ، ستكون التكلفة الإجمالية لهذه الخدمة ، بما في ذلك سداد التكاليف الأولية وتكاليف القروض والتأمين والأرباح لجميع المشاركين ، أقل من النفقات المفقودة الناشئة عن المنهجية الحالية ، لذا فهذه شركة تعمل بكامل طاقتها. المشكلة الوحيدة هي العثور على عدد كافٍ من العملاء في وقت مبكر حتى تتمكن الخدمة من الوقوف على قدميها.
هذا ما يمكن أن تفعله الوكالات الحكومية مثل وكالة ناسا. إذا قاموا بتطوير محطة للتزود بالوقود الفضائي لتقليل تكلفة بعثات استكشاف القمر أو المريخ ، وإذا قاموا بتوزيع عقود مياه الفضاء التجارية ، فسوف تقلل من حجم الاستثمار المطلوب ومخاطر شركات التعدين الجديدة. وبهذه الطريقة ، يمكن للوكالات ضمان النجاح المبكر لصناعة الفضاء الخاصة. هذه مهنة معقولة للحكومة ، حيث سيستفيد منها دافعو الضرائب.
يمكن أن تساعد البنية التحتية لتعدين الكويكبات في حل مشكلة الموارد التي تلوح في الأفق. بعد عقدين من الزمن ، لن يكون نظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والألياف البصرية الحالي قادرًا على التعامل مع طلبات الخدمات اللاسلكية والوصول إلى الإنترنت. لا أعرف حلول هذه المشكلة ، باستثناء مقترحات لبناء هوائيات عملاقة في الفضاء كبيرة جدًا بحيث لا يمكن إطلاقها على الصواريخ ، لأن الخيارات الأخرى غير قادرة على التوسع بسرعة كافية لتلبية الطلب على البيانات ، والتي ستنمو بشكل كبير بحلول النهاية القرن. لن يتم بيع المعدن من الكويكبات على الأرض ، وسيكون هنا باهظ الثمن. سيبقى في الفضاء ، وسوف ينقل بيانات قيمة إلى السوق الرقمية.
بطريقة مماثلة ، يمكن إثبات أن الحصول على الطاقة الشمسية في الفضاء بالفعل في هذا القرن سيصبح أرخص من تلقي الطاقة على الأرض بأي وسيلة معروفة. ثم يمكن إرسال هذه الطاقة على طول الحزمة إلى الأرض في شكل الموجات الدقيقة. إن نقل معظم قطاع الطاقة إلى الفضاء سوف يفرغ الكوكب من التأثير على بيئة توليد الطاقة وسلسلة الإمداد المرتبطة بها. حتى استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية يدمر مساحات كبيرة.
وفقًا لبعض التقديرات ، يمكن لتوليد الطاقة خارج كوكب الأرض أن يزيل ربع التأثير البيئي للصناعة بحلول عام 2100. كما أنهم لا يأخذون في الاعتبار التأثير المتزايد بشكل كبير على بيئة إنتاج وعمل تكنولوجيا الكمبيوتر ، وهو أمر مرعب من وجهة نظر بيئية.
لاحظ أن أيا من هذه الأفكار لا يعني عودة مادة الكويكب إلى الأرض. إن القيمة الحقيقية لتطوير الفضاء ستكون في إنشاء صناعة الفضاء ، والتي نستفيد منها جميعًا. وستكون الواردات الرئيسية من الفضاء الفوتونات عديمة الكتلة التي تحمل البيانات والطاقة.
الشيء المهم الذي يجب على قادة حكوماتنا إدراكه هو أن الاستثمار في تطوير الفضاء هو رهان مضمون للمستقبل ، وهو أحد الرهانات الأكثر موثوقية التي يمكنهم القيام بها. ستتلقى وكالة ناسا والوكالات الأخرى المزيد من البيانات العلمية والبحثية ، وزيادة الوجود الجغرافي السياسي ، وكل ذلك مقابل أموال أقل من الطرق الحالية لممارسة الأعمال التجارية. يمكن أن يكون إنقاذ الأرض وتحسين جودة حياتنا آثارًا جانبية مجانية.