Warum ist es schwierig, Asteroiden abzubauen?

Der Abbau von Asteroiden ist vorerst eine fantastische Art von Aktivität, von der in letzter Zeit oft als nahe Zukunft gesprochen wurde. Nur die Unternehmen, die eine solche Besetzung anstrebten, gingen fast bankrott, da sie nie einen einzigen Asteroiden erreicht hatten. Mal sehen, warum es so schwierig ist.



Ein Asteroid ist ein kleiner kosmischer Körper natürlichen Ursprungs mit einem Durchmesser von mehreren Metern bis zu Hunderten von Kilometern, der aus Stein oder Metall besteht und sich von Kometen unterscheidet, bei denen das Hauptmaterial Eis ist. Die eisigen Körper des Sonnensystems befinden sich hauptsächlich weit entfernt von der Sonne - jenseits des Mars und darüber hinaus, sodass es einfacher ist, Asteroiden von der Erde aus zu erreichen. Die meisten Asteroiden drehen sich im Hauptgürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, aber ein großer Teil hat Umlaufbahnen nahe der Erde oder überquert sogar die Erdumlaufbahn. Relativ erdnah oder sich nähernde Asteroiden werden als erdnah bezeichnet, und das Überqueren der Umlaufbahn wird als potenziell gefährlich für uns angesehen. Das Erreichen solcher Asteroiden mit Hilfe von Raumfahrzeugen ist jedoch viel einfacher. Einige Asteroiden können erreicht werden, indem weniger Treibstoff verbraucht wird als im Flug zum Mond.



Die Zusammensetzung der Asteroiden ist ebenfalls unterschiedlich. Wissenschaftler teilen sie nach den Spektralklassen ein, die in Teleskopen von der Erde definiert sind. Es gibt drei Haupttypen von Asteroiden: Stein, Eisenstein, Metall (Eisen). Am reichsten an verschiedenen Metallen, einschließlich Seltenen Erden und Platinmetall, die Fragmente der Kerne der ersten Protoplaneten sind, die zu Beginn des Sonnensystems bei gegenseitigen Kollisionen gebildet und zerstört wurden. Einige Unterarten von Steinasteroiden enthalten mehr Kohlenstoff und flüchtige Verbindungen, einschließlich Wasser, wodurch sie Kometen ähnlich sind.

Jeder Space Miner, der auf Asteroidenjagd geht, muss aus mehreren Gründen ein Ziel auswählen:

1. Spektralklasse - um zu wissen, welche Mineralien dort warten (es ist sinnlos, zu einem Metallasteroiden mit einem Wasserproduktionssystem zu fliegen).
2. Der Unterschied in der Umlaufgeschwindigkeit zur Erde besteht darin, zu wissen, wie viel Treibstoff für einen Hin- und Rückflug benötigt wird. Der Unterschied in den Geschwindigkeiten der Erde und der vorbeifahrenden erdnahen Asteroiden beginnt bei etwa 0,5 km / s. Das heißt, um den Asteroiden zu erreichen und in die erdnahe Umlaufbahn zurückzukehren, benötigt das Raumschiff eine Treibstoffreserve, die es ihm ermöglicht, eine Geschwindigkeit von 1 km / s (0,5 km / s zum Beschleunigen und 0,5 km / s zum Bremsen) aufzunehmen. Im Vergleich dazu ist eine Reichweite von 3,5 km / s erforderlich, um auf dem Mond zu landen. Sie können durch Gravitationsmanöver sparen, diese erfordern jedoch eine optimale Flugbahn und können die Flugzeit erheblich verlängern. Sie können auch beim Bremsen in der Atmosphäre sparen, müssen jedoch die Masse der zurückgegebenen Kapsel erhöhen.
3. Asteroiden-Orbitalneigung - Sowohl die Erde als auch die Asteroiden drehen sich in ungefähr derselben Ebene um die Sonne, aber selbst ein kleiner Unterschied in der Orbitalneigung erfordert einen erheblichen Kraftstoffverbrauch. Eine Geschwindigkeitssteigerung von ca. 0,5 km / s ist erforderlich, um die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs um 1 Grad zu ändern. Einige Asteroiden drehen sich in einem Winkel von bis zu 20 Grad zur Ebene der Erdumlaufbahn.

Infolgedessen stehen nur einige Dutzend Asteroiden zur Verfügung, um das extrahierte Material relativ einfach und kostengünstig zu erreichen und zurückzugeben. Trotzdem kostet jedes Kilogramm Ressourcen zehn oder Hunderte Millionen Dollar, die für die Entwicklung, Produktion und den Start eines Bergbau-Raumfahrzeugs ausgegeben werden.



Das nervigste für "Space Miner" ist, dass Asteroidenmaterial bereits regelmäßig in Form von Meteoriten auf die Erde gelangt. Darüber hinaus enthält die Erde selbst die gleiche Zusammensetzung chemischer Elemente wie die umgebenden kosmischen Körper. Zwar ist bei Metallasteroiden die Konzentration schwerer Seltenerdmetalle höher als der Durchschnitt in der Erdkruste. Die Erde bezieht sich auf Körper, die einer Differenzierung unterzogen wurden, wodurch schwere Elemente zum Kern hinabstiegen und nur leichte auf der Oberfläche verblieben, und Metallasteroiden sind nur Fragmente alter Protoplaneten. Aber hier kommt der Vulkanismus den Bergleuten zu Hilfe. Die Ergebnisse antiker Eruptionen wie der Kimberlit-Rohre von Jakutien, des Conder- Kamms oder des Putorana-Plateaus enthalten eine erhöhte Konzentration an Metallen, die die Menschheit noch Hunderte oder Tausende von Jahren produzieren kann.



Daher können in den kommenden Jahrzehnten die kommerziellen Aussichten des Bergbaus im Weltraum nur im Zusammenhang mit ihrer Nutzung im Weltraum ohne Lieferung an die Erde diskutiert werden.

Versuche, mit der Suche nach neuen Asteroiden Geld zu verdienen, scheiterten ebenfalls, weil die Asteroiden erfolgreich staatliche wissenschaftliche Einrichtungen, einschließlich der NASA, mit Budgetkosten eröffneten.



Die Schwierigkeiten, Asteroiden zu erreichen, die Verfügbarkeit von Meteoritenmaterial auf der Erde und vor allem das Fehlen realer Bedürfnisse der Erdwirtschaft und der Astronautik in Bezug auf Weltraummaterial sind zu Gründen für das mangelnde Interesse an Projekten wie Planetary Resources und Deep Space Industries seitens des Geschäfts geworden. Die Gewinnung von Seltenerdmetallen auf der Erde ist trotz aller Schwierigkeiten um Größenordnungen effizienter und einfacher, als es Bergleute bieten könnten.

Vorbereitet für das populärwissenschaftliche Portal Nplus1.ru , das in der Originalausgabe veröffentlicht wurde.