czwartek, 26 kwietnia 2012

Wydobywanie surowców z planetoid - fikcja czy szansa?

Astronomia (a w tym planetologia) należy do tak zwanych nauk podstawowych. Nauki podstawowe nastawione są na zdobywanie fundamentalnej wiedzy a nie na rozwój technologiczny czy praktyczne zastosowania uzyskanej wiedzy. Jak się jednak okazuje na przykład badania planetoid mogą mieć bardzo realy wpływ na nasze życie. 

Po pierwsze badania dynamiki planetoid pokazały że niektóre z planetoid bliskich Ziemii mają nie zerowe prawdopodobieństwo zderzenia z Ziemią.  Nie da się ukryć iż tego typu zagrożenie może mieć dość bezpośredni wpływ na przyszłość nawet całej rasy ludzkiej. Spokojnie, od razu dodaje, że w chwili obecnej nic nam nie grozi!

Po drugie badania fizyczne planetoid wykazały iż niektóre z tych obiektów posiadają złoża i surowce ważne dla eksploracji przestrzeni kosmicznej ale także dla rozwoju naszego przemysłu i technologii. W szczególności niektóre planetoidy są bogate w cenne metale, takie jak złoto, platyna, iryd, osm, rod czy ruten. Wiele z nich to złoża dużo bogatsze od nalepszych rud na Ziemii (niektóre posiadają złoża metali nawet do 100 ppm, co stanowi 10-20 razy większą zawartość metali niż w najbogatszych rudach na Ziemii). Panie i panowie z NASA obliczyli że pas główny planetoid posiada złoża surowców warte okolo 100 bilionów dolarów na każdego człowieka na Ziemii (a jest nas około 6 bilionów). Na przykład planetoida Psyhe zawiera 10 do potęgi 20-stej kg niklu, co jak sugeruje NASA powinno wystarczyć całej ludzkości na kilka milionów lat! Także zasoby są i to dość spore. Zasoby te mogłyby zostać wykorzystane na przykład kiedy złoża na Ziemii zostaną juz wyekplatowane (co jak sugerują agencje rządowe w zasadzie mogłoby nastąpić nawet za jakieś 60 lat).

Innym ważnym surowcem dostępnym na planetoidach jest woda (w postaci lodu!). Woda jest podstawowym elementem niezbędnym dla życia. Ta zawarta w planetoidach mogłaby okazać się bardzo przydatna przy uzupełnianiu zapasów dla misji podobnych do na przykład międzynarodowej stacji kosmicznej albo przy kolonizacji Księżyca. Woda jest często również niezbędna w przemyśle. W Układzie Słonecznym woda jest jednym z głównych składników wielu komet. Wiele z planetoid tak zwanych trojańczyków Jowisza również jest podejrzewane o posiadanie wody. Także pytanie o to czy lód ten nadaje się do drinków typu gin & tonic może już nawet nie wydawać się tak absurdalne ;)

Do niedawna wydobywaniem surowców z planetoid zainteresowane były tylko agencje kosmiczne takie jak amerykańska NASA czy europejska ESA. Wczoraj jednakże firma nazwana Planetary Resources (w wolnym tłumaczeniu Zasoby Planetarne) ogłosiła rozpoczęcie działalności nastawionej na eksploracje planetoid pod względem ich zasobów naturanlych. Założycie to Larry Page, Eric Schmidt, James Cameron, and Ross Perot Jr., co oznacza ogromny kapitał.

Na chwile obecną plany te wydają się bardzo ambite, a niektórzy naukowcy sugerują nawet że nie realne. Rzeczywiście wygląda to trochę jak fikcja naukowa. Opłacalność takiego przedsięwzięcia jest pod znakiem zapytania. Budowa i wysłanie misji kosmicznych wiąże się z astronomicznymi kosztami, które na chwile obecną przekraczałyby wartość materiału który możemy przywieź na Ziemię. Trzebaby więc najpierw znacznie obniżyć koszty misji kosmicznych (takie tanie line, tyle że kosmiczne ;)). Oczywiście istnieje też opcja sprowadzania tych materiałów na niskie orbity (lub orbity wokól innych planet i księżycy) i wykorzystania ich już w przestrzenii kosmicznej.

Technicznie obie te opcje są bardzo skomplikowane. Po pierwsze planetoidy są dosyć małe (największa planetoida - Ceres ma około 1000 km średnicy), co oznacza niską grawitacje i bardzo utrudnia lądowanie. Z drugiej strony oznacza to że przemieszczanie wydobytych materiałów (w środowisku mikro grawitacji) powinno być ułatwione. W pierwszej kolejności celem na pewno będą tak zwane planetoidy bliskie Ziemii (ang. Near Earth Asteroids, w skrócie NEA), ze względu na bliskość. Szczególnie interesujące są obiekty z niską prędkością względną, co znacznie ułatwia lądowanie i transport.

Po drugie znane nam metody wydobywania surowców na Ziemii musiałyby zostać dostosowane do środowiska planetoid. Złoża na niektórych planetoidach mogą być schowane głęboko pod powieszchnią co może dodatkowo utrudniać ich wydobycie. Dyskusje na temat metod wydobycia z resztą toczą się nie od dziś. Górnictwo odkrywkowe, wydobycie wał, magnetyczne grabienie, ogrzewanie, co byłoby najlepsze? Wysyłać górników czy maszyny? ;) W każdym razie wygląda na to że górnictwo ma przyszłość :)
Po trzecie przetworzenie surowych materiałów w użyteczne (np. paliwo) w przestrzeni kosmicznej może również okazać się technicznie problematyczne (dostępność wszystkich niezbędnych surowców oraz energii). Jeśli jednak by się to udało, koszty misji kosmicznych byłyby drastycznie zmniejszone. Każdy kilogram wysłany na orbitę to ogromne koszty, gdyby tankowanie odbywało się na orbicie ilość kilogramów do wysłania i koszty by zmalały.

Po czwarte nie posiadamy regulacji prawnych dotyczących planetoid. Do kogo one należą? Kto może wydobywać surowce mineralne? Na jakiej zasadzie miałoby to działać? Kto pierwszy ten lepszy? Kto pierwszy wbije słupek z flagą? Czy jak za czasów kolonializmu? Czy może odkrywcy mają pierszeństwo? A może osoby które zidentyfikowały zawartość surowców?

Pytań jest wiele. Mnie osobiście podoba się to iż temat ten został otwarty, nawet jeśli brzmi jak totalne science fiction. 

 

Dodatkowo przy eksploracji planetoid na pewno dowiemy się wielu nowych rzeczy na temat ich powstania, powstania Układu Słonecznego, jego ewolucji, byćmoże odpowiemy sobie na pytanie transportu wody na Ziemię i wiele innych. Fazą pierwszą eksloracji bowiem muszą być badania właściwości fizycznych i poszukiwanie planetoid na których interesujące nas surowce są dostępne.

Byćmoże także próbki planetoid zostaną przywiezione na Ziemię i udostępnione do badań laboratoryjnych. W chwili obecnej nie posiadamy zbyt wiele próbek. Są oczywiście meteoryty, ale te mogły zostać zmodyfikowane podróżując z planetoidy macierzystej na Ziemię, no i oczywiście przechodząc przez atmosferę oraz spędzając czas na powieszni przed odnalezieniem. Drobne ziarna regolitu (zwietrzałej skały na powieszchnii małych ciał Układu Słonecznego) zostały przywiezione z planetoidy Itokawa przez japońskiego satelitę Hayabusa. Misja Marco-Polo (wspólny projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA oraz Japońskiej Agencji Kosmicznej JAXA) ma przywieź kilka gramów materiału z którejś z planetoid bliskich Ziemii. Na obie te misje wydano/wydane zostanie setki milionów euro. Firma Planetary Resources na pewno planuje dostawę większej ilości materiału niż kilka gram. Ażeby koszty się zwróciły koszt wysyłania misji musi być drastycznie zmniejszony.

Nie mogę się już doczekać na rozwój sytuacji :)

Spot reklamowy firmy Planetary Resources (w języku angielskim) poniżej.