Hur Asteroid Mining kommer att fungera

Bandbrytningsutrustning extraherar järn och andra råvaror från en asteroid. I förgrunden, en gruvvagn transporterar materialen till en bearbetningsanläggning.

Om du gillar science fiction, då vet du att tanken på att kolonisera månen ger några otroligt fantasifulla berättelser. Men det finns en god möjlighet att månstäder kommer att bli verklighet under 2000 -talet! Att kolonisera Mars är också ett annat alternativ.

Just nu, ett av de största problemen med tanken på en månkoloni är frågan om byggmaterial . Det finns ingen Home Depot på månen, så byggmaterialet måste komma någonstans ifrån. Det enda stället att skaffa leveranser just nu är jorden, med rymdfärjan som en lastbil. Att använda rymdfärjan på detta sätt är ungefär som att använda FedEx för att få allt material för att bygga ett hus till en byggarbetsplats - Det är otroligt dyrt och inte särskilt effektivt!

Asteroider kan vara ett mycket bättre ställe att skaffa tillbehör. Tidiga bevis tyder på att det finns miljarder dollar av mineraler och metaller begravda i asteroider som kommer nära jorden. Asteroider är så nära att många forskare tror att ett asteroidgruvuppdrag är lätt genomförbart. Flera internationella organisationer utvecklar planer för att gå upp för att få dessa naturliga rymdresurser.

I denna upplaga av Hur saker kommer att fungera , vi kommer att undersöka vilka värdefulla resurser gruvarbetare kan hitta på asteroider och diskutera hur en rymdbrytning kan få ut dessa resurser!

Värdefulla asteroidresurser

Huvudbälte-asteroiden Ida är en metallrik S-typ som kan brytas för rymdkolonimaterial. Foto med tillstånd av NASA

Forskare tror att asteroider är överblivna material från tidig bildning av solsystemet eller skräp från förstörelsen av en planet. Det finns tiotusentals asteroider som kretsar runt solen. De flesta är grupperade inuti asteroidbälte , mellan Mars och Jupiters banor. Några asteroider som avviker från denna bana, fastän, flyger nära jorden ibland - du har förmodligen hört talas om möjligheten att dessa asteroider slår in i jorden i framtiden, som i filmen "Harmagedon".

De flesta asteroider passar in i tre grundkategorier:

C-typ - Mer än 75 procent av kända asteroider passar in i denna kategori. Sammansättningen av asteroider av C-typ liknar solens utan väte, helium och andra flyktiga ämnen.
S-typ - Ungefär 17 procent av asteroiderna är den här typen. Dessa innehåller avlagringar av nickel, järn och magnesium.
M-typ - Ett litet antal asteroider är denna typ, och de innehåller nickel och järn.

Även utan ett bemannat uppdrag att göra en fullskalig studie av en asteroid, forskare vet mycket om vad asteroider innehåller. Astronomer använder teleskopisk spektroskopi, som analyserar ljus som reflekteras från asteroidens yta, för att ta reda på vad som kan finnas där. Förutom järn, nickel och magnesium, forskare tror vatten, syre, guld och platina finns också på vissa asteroider.

Vatten intresserar rymdutforskare mest eftersom det kan hjälpa till att hålla en rymdkoloni vid liv. Utan vatten, det finns verkligen inget sätt att gå vidare med mänsklig utforskning av rymden. Vatten kan också brytas ner till väte och syre för att bilda raketmotordrivmedel. Metallmalmen på asteroiderna kunde brytas och användas för att bygga rymdfarkoster och andra strukturer för en rymdkoloni.

Företag som kanske inte är intresserade av att utforska rymden för äventyret och vetenskapen kan vara intresserade av de skatter som en rymdbrytning kan skicka tillbaka till jorden. En NASA -rapport uppskattar att mineralrikedomen hos asteroiderna i asteroidbältet kan överstiga 100 miljarder dollar för var och en av de sex miljarder människorna på jorden. John S. Lewis, författare till rymdbrytningsboken Mining the Sky, har sagt att en asteroid med en kilometers diameter skulle ha en massa på cirka två miljarder ton. Det finns kanske en miljon asteroider av denna storlek i solsystemet. En av dessa asteroider, enligt Lewis, skulle innehålla 30 miljoner ton nickel, 1,5 miljoner ton metallkobolt och 7, 500 ton platina. Platinum ensam skulle ha ett värde av mer än 150 miljarder dollar!

Asteroider har en fantastisk potential för industrin. Men vad krävs för att landa på en asteroid, hitta dessa värdefulla material, extrahera dem och bearbeta dem? I nästa avsnitt, du kommer att ta reda på hur asteroid gruvdrift kan förse jorden och dess kolonier på andra planeter med en mängd material.

Asteroidextraktion och bearbetning

Drivet för att starta en gruvdrift på en asteroid är en fråga om enkel ekonomi. Medan byggandet av en asteroidgruva kommer att kosta miljarder dollar, det blir mycket billigare än att transportera leveranser från jorden till månen eller Mars.

Rymdfarkoster skulle behöva bära mat och förnödenheter för gruvbesättningen och utrustningen för gruvan. Nyutvecklade rymdfarkoster bör göra det möjligt att landa på en asteroid. Trots allt, vi har redan landat på månen, och några asteroider passerar närmare än månen. En rymdfarkost som går till en asteroid skulle behöva mindre raketkraft och bränsle än en som skulle till månen.

Ett problem är hur asteroiden ska rotera medan den bryts. Vissa experter föreslår att man fäster raketer på asteroiden för att ta snurr ur den. Men när gruvarbetarna landat på asteroiden, hur tänker de gräva på det, bearbeta de extraherade materialen och transportera det till en rymdkoloni eller till jorden?

Ingen vet säkert hur den första asteroidgruvan kommer att se ut, men här är några bra antaganden:

Maskinen kommer sannolikt att vara soldriven, för att minska behovet av bränsle som skulle behöva transporteras till asteroiden av rymdfarkoster.
Utrustningen måste också vara lätt för att transportera den till asteroiden.
Några experter, inklusive Lewis, har gynnat att använda robotutrustning för att begränsa den personal som behövs för att genomföra gruvprojektet. Detta skulle minska mängden leveranser, som mat, krävs för ett bemannat uppdrag.
Gruvarbetare på asteroider skulle använda tekniker som liknar dem som används på jorden. Den mest troliga metoden skulle vara att skrapa bort önskat material från asteroiden, och tunnlar in i vener av specifika ämnen. Skrapa, eller bandbrytning, kommer att dra ut värdefull malm som kommer att flyta från asteroiden.
Eftersom mycket av malmen kommer att flyga iväg, en stor baldakin kan användas för att samla den.
Asteroider har nästan ingen gravitation, så gruvutrustning, och astronautgruvarbetarna som driver den, måste använda gripar för att förankra sig till marken. Dock, bristen på tyngdkraft är en fördel när det gäller att flytta utvalt material utan att behöva använda mycket kraft.
När en last av material är redo att skickas till antingen jorden eller en rymdkoloni, raketbränsle för ett rymdfarkoster som kan färja kan produceras genom att bryta ner vatten från asteroiden till väte och syre.
Efter att en asteroids mineraler och resurser har uttömts av gruvprojektet, utrustningen kan sedan transporteras till nästa asteroid.

På grund av bristen på gravitation och atmosfär, att färja de nybrytade materialen till månen blir lätt. Väl där, de kan förädlas och formas till strukturer!