science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe asteroïde mijnbouw zal werken

Mijnbouwapparatuur haalt ijzer en andere grondstoffen uit een asteroïde. Op de voorgrond, een mijnkarretje transporteert de materialen naar een verwerkingsfabriek.

Als je van sciencefiction houdt, dan weet je dat de gedachte om de maan te koloniseren voor een aantal ongelooflijk fantasierijke verhalen zorgt. Maar de kans is groot dat maansteden in de 21e eeuw werkelijkheid worden! Het koloniseren van Mars is ook een andere optie.

Direct, een van de grootste problemen met het idee van een maankolonie is de vraag of bouwmaterialen . Er is geen Home Depot op de maan, dus de bouwmaterialen moeten ergens vandaan komen. De enige plaats om de voorraden op dit moment te krijgen is de aarde, waarbij de spaceshuttle als vrachtwagen fungeert. Het op deze manier gebruiken van de spaceshuttle is zoiets als FedEx gebruiken om alle materialen voor het bouwen van een huis naar een bouwplaats te krijgen -- het is ongelooflijk duur en niet erg efficiënt!

Asteroïden misschien een veel betere plek om de benodigdheden te krijgen. Vroeg bewijs suggereert dat er voor miljarden dollars aan mineralen en metalen begraven zijn in asteroïden die dicht bij de aarde komen. Asteroïden zijn zo dichtbij dat veel wetenschappers denken dat een asteroïde mijnmissie gemakkelijk haalbaar is. Verschillende internationale organisaties ontwikkelen plannen om op te stijgen om deze natuurlijke hulpbronnen in de ruimte te krijgen.

In deze editie van Hoe dingen zullen werken , we zullen onderzoeken welke waardevolle hulpbronnen mijnwerkers zouden kunnen vinden op asteroïden en bespreken hoe een ruimtemijnoperatie die hulpbronnen zou kunnen krijgen!

Waardevolle bronnen voor asteroïden

De asteroïde Ida met de hoofdriem is een metaalrijk S-type dat kan worden gedolven voor voorraden aan ruimtekolonies. Foto met dank aan NASA

Wetenschappers denken dat asteroïden overblijfselen zijn van de vroege vorming van het zonnestelsel of puin van de vernietiging van een planeet. Er cirkelen tienduizenden asteroïden om de zon. De meeste zijn gegroepeerd in de asteroïdengordel , tussen de banen van Mars en Jupiter. Sommige asteroïden die van deze baan afdwalen, Hoewel, af en toe dicht bij de aarde vliegen -- je hebt waarschijnlijk gehoord over de mogelijkheid dat deze asteroïden in de toekomst op de aarde inslaan, zoals in de film 'Armageddon'.

De meeste asteroïden passen in drie basiscategorieën:

  • C-type - Meer dan 75 procent van de bekende asteroïden past in deze categorie. De samenstelling van asteroïden van het C-type is vergelijkbaar met die van de zon zonder de waterstof, helium en andere vluchtige stoffen.
  • S-type - Ongeveer 17 procent van de asteroïden is van dit type. Deze bevatten afzettingen van nikkel, ijzer en magnesium.
  • M-type - Een klein aantal asteroïden is van dit type, en ze bevatten nikkel en ijzer.

Zelfs zonder een bemande missie om een ​​volledige studie van een asteroïde te doen, wetenschappers weten veel over wat asteroïden bevatten. Astronomen gebruiken telescopische spectroscopie, die licht analyseert dat door het oppervlak van de asteroïde wordt gereflecteerd, om erachter te komen wat er zou kunnen zijn. Naast ijzer, nikkel en magnesium, wetenschappers denken water, zuurstof, goud en platina bestaan ​​ook op sommige asteroïden.

Water interesseert ruimteverkenners het meest omdat het kan helpen een ruimtekolonie in leven te houden. Zonder water, er is echt geen manier om verder te gaan met menselijke verkenning van de ruimte. Water kan ook worden afgebroken tot waterstof en zuurstof om drijfgas voor raketmotoren te vormen. Het metaalerts op de asteroïden zou kunnen worden gewonnen en gebruikt voor het bouwen van ruimtevaartuigen en andere constructies voor een ruimtekolonie.

Bedrijven die misschien niet geïnteresseerd zijn in het verkennen van de ruimte voor het avontuur en de wetenschap, kunnen geïnteresseerd zijn in de schatten die een ruimtemijnoperatie terug naar de aarde zou kunnen sturen. Een NASA-rapport schat dat de minerale rijkdom van de asteroïden in de asteroïdengordel meer dan $ 100 miljard zou kunnen bedragen voor elk van de zes miljard mensen op aarde. John S. Lewis, auteur van het ruimtemijnboek Mining the Sky, heeft gezegd dat een asteroïde met een diameter van een kilometer een massa van ongeveer twee miljard ton zou hebben. Er zijn misschien een miljoen asteroïden van deze grootte in het zonnestelsel. Een van deze asteroïden, volgens Lewis, 30 miljoen ton nikkel zou bevatten, 1,5 miljoen ton metaal kobalt en 7, 500 ton platina. Alleen al het platina zou een waarde hebben van meer dan $ 150 miljard!

Asteroïden hebben een verbazingwekkend potentieel voor de industrie. Maar wat is er nodig om op een asteroïde te landen, vind deze waardevolle materialen, uitpakken en verwerken? In de volgende sectie, je zult ontdekken hoe asteroïde mijnbouwactiviteiten de aarde en haar kolonies op andere planeten kunnen voorzien van een overvloed aan materialen.

Asteroïde extractie en verwerking

De drang om een ​​mijnbouwoperatie op een asteroïde op te zetten is een kwestie van simpele economie. Terwijl het bouwen van een asteroïdemijn miljarden dollars kost, het zal veel goedkoper zijn dan voorraden van de aarde naar de maan of Mars te vervoeren.

Ruimtevaartuigen zouden voedsel en voorraden moeten vervoeren voor de mijnwerkers en de uitrusting voor de mijn. Nieuw ontwikkeld ruimtevaartuig moet een landing op een asteroïde mogelijk maken. Ten slotte, we zijn al op de maan geland, en sommige asteroïden passeren dichterbij dan de maan. Een ruimtevaartuig dat naar een asteroïde gaat, heeft minder raketkracht en brandstof nodig dan een ruimtevaartuig dat naar de maan gaat.

Een probleem zal zijn hoe te voorkomen dat de asteroïde draait terwijl deze wordt gedolven. Sommige experts stellen voor om raketten aan de asteroïde te bevestigen om de spin eruit te halen. Maar zodra mijnwerkers op de asteroïde landen, hoe zijn ze van plan erop te graven, de gewonnen materialen verwerken en naar een ruimtekolonie of naar de aarde transporteren?

Niemand weet zeker hoe de eerste asteroïde mijn eruit zal zien, maar hier zijn enkele goede aannames:

  • De machines zullen waarschijnlijk op zonne-energie werken, om de behoefte aan brandstof te verminderen die door ruimtevaartuigen naar de asteroïde zou moeten worden vervoerd.
  • De apparatuur zal ook lichtgewicht moeten zijn om het naar de asteroïde te transporteren.
  • Sommige deskundigen, inclusief Lewis, hebben de voorkeur gegeven aan het gebruik van robotapparatuur om het personeel dat nodig is om het mijnbouwproject uit te voeren, te beperken. Dit zou de hoeveelheid voorraden verminderen, zoals eten, nodig voor een bemande missie.
  • Mijnwerkers op asteroïden zouden technieken gebruiken die vergelijkbaar zijn met die op aarde. De meest waarschijnlijke methode zou zijn om het gewenste materiaal van de asteroïde te schrapen, en tunnel in aderen van specifieke stoffen. schrapen, of stripmijnbouw, zal waardevolle erts uittrekken dat van de asteroïde zal drijven.
  • Omdat veel van het erts zal wegvliegen, een grote luifel kan worden gebruikt om het te verzamelen.
  • Asteroïden hebben bijna geen zwaartekracht, dus de mijnbouwapparatuur, en de astronaut-mijnwerkers die het bedienen, zullen grijpers moeten gebruiken om zich aan de grond te verankeren. Echter, het gebrek aan zwaartekracht is een voordeel bij het verplaatsen van gedolven materiaal zonder veel kracht te hoeven gebruiken.
  • Zodra een lading materiaal klaar is om naar de aarde of een ruimtekolonie te worden gestuurd, raketbrandstof voor een veerboot zou kunnen worden geproduceerd door water van de asteroïde af te breken in waterstof en zuurstof.
  • Nadat de mineralen en hulpbronnen van een asteroïde zijn uitgeput door het mijnbouwproject, de apparatuur kan dan naar de volgende asteroïde worden getransporteerd.

Door het gebrek aan zwaartekracht en atmosfeer, het zal gemakkelijk zijn om de nieuw gedolven materialen naar de maan te brengen. Eenmaal daar, ze kunnen worden verfijnd en tot structuren worden gevormd!

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen over hoe dingen werken:

  • Hoe Terraforming Mars zal werken
  • Hoe Mars werkt
  • Hoe raketmotoren werken
  • Hoe ruimtevliegtuigen werken
  • Hoe zonnezeilen werken

Andere interessante links:

  • Asteroïden -- Een multimediatour door het zonnestelsel
  • Asteroïden (National Space Science Data Center)
  • Asteroïde mijnbouw (NASA Science News)
  • De uitdaging van ruimtemijnbouw (SpaceDaily.com)
  • Haalbaarheid van het mijnen van de nabije aardse asteroïden
  • De toekomst van ruimtemijnbouw
  • Is asteroïde mijnbouw haalbaar? (Wetenschappelijke Amerikaan)
  • Een asteroïde delven en verwerken
  • Herstel van asteroïde materiaal
  • Succesvol mijnen van asteroïden en kometen
  • Proberen om geld te verdienen met de maan en asteroïden (Scientific American)
  • Waarom asteroïden bestuderen?