Mengapa penambangan asteroid sulit?



Menambang asteroid adalah jenis aktivitas yang fantastis, untuk saat ini, yang baru-baru ini sering disebut sebagai waktu dekat. Hanya perusahaan yang mengincar pendudukan semacam itu yang hampir bangkrut, karena tidak pernah mencapai asteroid tunggal. Mari kita lihat mengapa ini sangat sulit.



Asteroid adalah benda kosmik kecil yang berasal dari alam, dari beberapa meter hingga ratusan kilometer, dari komposisi batu atau logam yang dominan, yang membedakannya dari komet, di mana bahan utamanya adalah es. Badan es tata surya sebagian besar terletak jauh dari matahari - di luar Mars dan di luarnya, sehingga lebih mudah untuk mendapatkan asteroid dari Bumi. Sebagian besar asteroid berputar di sabuk Utama, antara orbit Mars dan Jupiter, tetapi sebagian besar memiliki orbit dekat dengan Bumi atau bahkan melintasi orbit Bumi. Relatif dekat dengan Bumi atau mendekati asteroid disebut dekat Bumi, dan melintasi orbit dianggap berpotensi berbahaya bagi kita. Tetapi mencapai asteroid semacam itu dengan bantuan pesawat ruang angkasa jauh lebih sederhana, beberapa asteroid dapat dicapai dengan menghabiskan lebih sedikit bahan bakar daripada terbang ke bulan.



Komposisi asteroid juga berbeda, para ilmuwan membaginya sesuai dengan kelas spektral yang didefinisikan dalam teleskop dari Bumi. Ada tiga jenis utama asteroid: batu, besi-batu, logam (besi). Paling kaya akan berbagai logam, termasuk tanah jarang dan logam platinum, yang merupakan pecahan inti dari protoplanet pertama yang dibentuk dan dihancurkan dalam benturan timbal balik pada awal tata surya. Beberapa subspesies asteroid batu mengandung lebih banyak karbon dan senyawa yang mudah menguap, termasuk air, yang membuatnya mirip dengan komet.

Setiap penambang luar angkasa, yang berburu asteroid, harus memilih target karena beberapa alasan:

  1. Kelas spektral - untuk mengetahui mineral apa yang menunggu di sana (tidak ada gunanya terbang ke asteroid logam dengan sistem produksi air).
  2. Perbedaan kecepatan orbital dengan Bumi adalah untuk mengetahui berapa banyak bahan bakar yang harus digunakan untuk penerbangan bolak- balik . Perbedaan kecepatan Bumi dan lintasan asteroid dekat Bumi dimulai sekitar 0,5 km / s. Yaitu, untuk mencapai asteroid dan kembali ke orbit dekat Bumi, pesawat ruang angkasa akan membutuhkan cadangan bahan bakar yang akan memungkinkannya untuk mengambil kecepatan 1 km / detik (0,5 km / detik untuk akselerasi dan 0,5 km / detik untuk pengereman). Sebagai perbandingan, jangkauan 3,5 km / s diperlukan untuk mencapai dan mendarat di bulan. Anda dapat menghemat dengan manuver gravitasi, tetapi mereka akan membutuhkan lintasan yang optimal dan dapat secara signifikan meningkatkan waktu penerbangan. Anda juga dapat menghemat pengereman di atmosfer, tetapi Anda harus menambah massa kapsul yang dikembalikan.
  3. Inklinasi orbital asteroid - baik Bumi dan asteroid berputar mengelilingi Matahari pada bidang yang kira-kira sama, tetapi bahkan perbedaan kecil dalam kemiringan orbit membutuhkan konsumsi bahan bakar yang signifikan. Diperlukan sekitar 0,5 km / detik peningkatan kecepatan untuk mengubah bidang orbit pesawat ruang angkasa sebanyak 1 derajat, dan beberapa asteroid berputar pada sudut hingga 20 derajat ke bidang orbit Bumi.



Akibatnya, hanya beberapa lusin asteroid yang tersedia untuk pencapaian dan pengembalian materi yang diekstraksi secara relatif sederhana dan murah. Meski begitu, setiap kilogram sumber daya akan menelan biaya puluhan atau ratusan juta dolar yang dihabiskan untuk pengembangan, produksi, dan peluncuran pesawat ruang angkasa pertambangan.



Hal yang paling menyebalkan bagi "penambang luar angkasa" adalah bahwa materi asteroid sudah secara teratur tiba di Bumi dalam bentuk meteorit. Selain itu, Bumi sendiri mengandung komposisi unsur-unsur kimia yang sama dengan benda kosmik di sekitarnya. Benar, dalam asteroid logam, konsentrasi logam berat tanah jarang lebih tinggi daripada rata-rata di kerak bumi. Bumi mengacu pada benda-benda yang telah mengalami diferensiasi, sebagai akibatnya unsur-unsur berat turun ke inti, dan hanya yang ringan yang tersisa di permukaan, dan asteroid logam hanyalah potongan-potongan protoplanet kuno. Tapi di sini vulkanisme datang untuk membantu para penambang bumi. Hasil letusan kuno, seperti pipa kimberlite Yakutia, punggungan Conder atau dataran tinggi Putorana mengandung konsentrasi logam yang meningkat, yang masih dapat diproduksi manusia selama ratusan atau ribuan tahun.



Dengan demikian, dalam beberapa dekade mendatang, prospek komersial penambangan di ruang angkasa hanya dapat didiskusikan dalam konteks penggunaannya di ruang angkasa, tanpa pengiriman ke Bumi.

Upaya menghasilkan uang untuk mencari asteroid baru juga gagal, karena asteroid berhasil membuka lembaga ilmiah negara, termasuk NASA, dengan biaya anggaran.



Kesulitan mencapai asteroid, dan ketersediaan bahan meteorit di Bumi, dan yang paling penting - kurangnya kebutuhan riil ekonomi Bumi dan astronautik dalam materi antariksa, telah menjadi alasan kurangnya minat besar pada proyek-proyek seperti Sumber Daya Planet dan Industri Luar Angkasa dari sisi bisnis. Ekstraksi logam tanah jarang di Bumi, terlepas dari semua kesulitannya, adalah urutan besarnya lebih efisien dan lebih mudah daripada yang bisa diberikan penambang ruang angkasa.

Disiapkan untuk portal ilmu pengetahuan populer Nplus1.ru , diterbitkan dalam edisi asli.

Source: https://habr.com/ru/post/id445314/


All Articles