تقرير عن التعدين الفضائي كامل
التعدين الفضائي أو الكويكبات هي بقايا الوفرة الشابة في نظامنا الشمسي ، وهي الفتات المتبقية من وقت تشكل الكواكب. بالنسبة للكثير من عصر الفضاء ، تم تجاهل الكويكبات لصالح الكواكب الأكثر بريقًا ، والقمر. الكويكبات - صخور داكنة ومشوهة ، يصعب رؤيتها ويصعب العثور عليها - طارت لفترة طويلة دون أن يلاحظنا ذلك. لكن هذا كان خطأ. لديهم دور حاسم يلعبونه في مستقبل جنسنا البشري - في الواقع ، إن بقاء وازدهار البشرية مرتبط بالكويكبات. هناك ثلاثة أسباب. إنهم يحملون رسائل من بدايات النظام الشمسي ، قبل ظهور الأرض ، وكيف وصلنا إلى هنا مهم إلى أين نحن ذاهبون. إنها أيضًا ثروات من الموارد التي قد تقودنا إلى مستقبل خالٍ من الندرة. وأخيرًا - بتفصيل بسيط - يمكن أن يمسحنا كويكب واحد عن وجه كوكبنا.
الكويكبات هي بقايا اصطدامات بين بعض الكواكب الصغيرة الأولى (تسمى الكواكب الصغيرة) التي تشكلت بكثرة عندما لم يكن عمر النظام الشمسي أكثر من بضعة ملايين من السنين. ونتيجة لذلك ، فإن العديد من الكويكبات هي مجرد أكوام من الأنقاض المكسورة التي تم تجميعها معًا بفعل جاذبيتها الضعيفة ، وهي أضعف بمليون مرة من الجاذبية التي نشعر بها هنا على الأرض. إن فك تشابك التاريخ الحافل بالأحداث للنظام الشمسي أسهل مع الكويكبات لأنهم مبعوثون غير مشوشين من تلك الأوقات المبكرة المضطربة. على عكس الكواكب ، لم يحدث أي شيء للكويكبات في المليارات القليلة الماضية. وهناك الملايين منهم ، الغالبية العظمى منهم تدور حول الشمس بين المريخ والمشتري في نطاق يسمى "الحزام الرئيسي".
ربما يكون هناك 10000 كويكب بحجم الملاعب الرياضية في مدارات تتأرجح بالقرب من الأرض. كما تشهد الديناصورات ، يصاب كوكبنا من حين لآخر. لكن النتائج ليست دائمًا أمرًا سيئًا: يبدو من المرجح أن محيطات الأرض امتلأت بالمياه التي جلبتها الكويكبات. إلى جانب الماء ، ربما تكون الكويكبات قد جلبت مكونات الحياة إلى الأرض في شكل ما يسمى بجزيئات "البريبايوتك" ، بما في ذلك الأحماض الأمينية ومكونات البروتينات والسكريات التي تم اكتشافها مؤخرًا . تعلم المزيد عن الكويكبات يعني معرفة المزيد عن أصولنا.
ماذا يمكننا أن نفعل بالفعل مع الكويكبات؟ هذا يقودنا إلى الشيء المفضل لدي عنهم: مواردهم. لكوني عالم فيزياء فلكية مثالي ، فإن اهتمامي بالأموال التي يمكن جنيها منها. هذا مثالي حقًا لأنه إذا تمكنا من تحقيق ربح من التنقيب عن الكويكبات ، فإن القيام بأشياء أكبر في الفضاء سيصبح أرخص كثيرًا. للرأسمالية عيوبها ، لكن الشيء الوحيد الذي تقوم به بشكل جيد هو جعل الأشياء أرخص. أريد استخدامه كأداة حتى نتمكن من بناء تلسكوبات أكبر بكثير مما يمكن أن ندركه عمليًا اليوم. ماذا يريد علماء الفلك؟ المزيد من الضوء! تلسكوبات أكبر! تعدين الكويكبات يمكن أن يجعل هذا الحلم حقيقة.
نداء صفارات الإنذار من الكويكبات لعمال المناجم هو أن كويكبات الحزام الرئيسي تحتوي على كميات هائلة من الموارد. يضيف الحديد الموجود في الكويكبات ما يصل إلى حوالي 10 ملايين ضعف الحديد الموجود لدينا في الاحتياطيات المؤكدة على الأرض. هذا كثير. يكفي بناء العديد من حلقات العوارض الحديدية على طول الطريق حول مدار الأرض ، على غرار رواية الخيال العلمي Ringworld (1970) للاري نيفن. لا يعني ذلك أن عالم الحلقة أمر منطقي ، ولكنه حلقة كبيرة حقًا . أكثر منطقية ، مع هذا القدر من الحديد يمكننا بناء مدن في الفضاء ، كما تصورها الفيزيائي جيرارد ك.أونيل في السبعينيات. ستكون كل واحدة من هذه المدن كبيرة بما يكفي ليعيش فيها مليون شخص. وستكون أسطوانات دوارة ، وكمواطن في إحدى المدن سوف تتجول داخل سطح الأسطوانة ، وتشعر بجاذبية زائفة من قوة الطرد المركزي. هذا هو حجم الموارد التي نتحدث عنها.
يمكن أن تؤدي هذه الإمدادات المادية الهائلة إلى عصر يسميه الناس "ما بعد الندرة" ، حيث يوجد الكثير للجميع ، تمامًا كما هو الحال في القرن الثالث والعشرين من سلسلة أفلام الخيال العلمي Star Trek . لا يعمل طاقم المركبة الفضائية في Star Trek لإطعام أنفسهم وإيوائهم ، وهذا أمر مفروغ منه. يعملون من أجل المغامرة والاستكشاف. يمكن لثروة الكويكبات أن تساعدنا جميعًا على اتخاذ خطوة نحو تلك الحالة السعيدة.
المشكلة هي كيف تبدأ. إن الحديد في الفضاء لن يحقق أرباحًا ضخمة على المدى القصير. على الأرض ، تباع بأقل من 200 دولار للطن. ستكون مساحتها أكبر ، لكن لسوء الحظ لا يوجد من يشتري حمولات ضخمة من الحديد في الفضاء. لتكييف الشعار من أفلام Alien - "في الفضاء ، لا أحد يسمع أنك تبيع". بالتأكيد لا يستحق إعادة الحديد الفضائي إلى الأرض لأن تكلفة القيام بذلك ستتجاوز بكثير السعر الذي يمكن أن تفرضه. يجب أن يبدأ تعدين مساحة الموارد بشيء ذي قيمة كبيرة بحيث تكون تكلفة الحصول عليه في الفضاء صغيرة بالمقارنة. في الوقت الحالي ، أفضل الرهانات هي المعادن الثمينة و- المفاجأة- الماء.
المعادن الثمينة واضحة. يُباع البلاتين بحوالي 33.5 مليون دولار للطن ، ونعلم من النيازك أن بعض الكويكبات أغنى في البلاتين من أي منجم على الأرض. يبدو ذلك واعدًا. وبلغت مبيعات البلاتين حوالي 200 طن ،أو بلايين الدولارات سنويًا. النبأ السيئ هو أن "الأغنى من أي منجم على الأرض" لا تزال عبارة عن تركيزات تصل إلى عشرات الجرامات لكل طن ، واستخراج تلك الجرامات الثمينة ليس بالأمر السهل. لا يمكننا فقط إحضار كويكب بالقرب من الأرض لبدء استخراج البلاتين حيث يمكننا الحصول على آلات ثقيلة للعمل عليه. قد يتطلب ذلك الكثير من الوقود لأنه ، لحمل المزيد من الكتلة ، يجب أن تحمل الصواريخ وقودا أكبر بشكل مضاعف ؛ على عكس الطائرات ، لا يحصلون على الأكسجين مجانًا من محيطهم ، وعليهم سحبه معهم. أي تنقية للبلاتين يجب أن تتم آليًا في المدار الأصلي للكويكب. هذا تحد كبير.
الماء مصدر مال أقل وضوحًا. المفاجأة هي أن المياه تساوي ملايين لكل طن - إذا تم بيعها في الفضاء. الماء في الفضاء مفيد حقًا. إنه جيد للشرب والأكسجين فيه جيد للتنفس. يمكنك فصل الهيدروجين عن الأكسجين الموجود في H 2 O ولديك وقود صاروخي ، والماء جيد في امتصاص الإشعاع لحماية الناس من الأشعة الكونية المسببة للسرطان. لذلك ، من حيث المبدأ ، الماء في المدار له قيمة كبيرة. الخبر السار هو أن ما يصل إلى 10 في المائة من الكويكب الغني بالمياه يمكن أن يكون ماء. على الأرجح لن يكون جليدًا بسيطًا ، لكنه سيكون مرتبطًا بالطين والصخور الأخرى. والأفضل من ذلك ، أن استخراج الماء أسهل بكثير من استخراج المعادن الثمينة. سيؤدي تسخين الصخور ببساطة إلى إطلاق الماء الذي يمكن التقاطه بعد ذلك.
كم هي قيمة المياه الفضائية؟ حتى وقت قريب ، كان الحصول على طن من الماء في مدار منخفض يكلف 20 مليون دولار - على سبيل المثال ، إلى محطة الفضاء الدولية (ISS). إن إيصال طن من الماء إلى مدار عالٍ ، مثل مدار 24 ساعة للأقمار الصناعية التي ترسل التلفزيون ، سيكلف حوالي ثلاثة أضعاف. بدأت SpaceX في خفض هذه التكلفة ؛ في الوقت الحالي ، يتقاضى حوالي 3 ملايين دولار للطن في مدار منخفض على صاروخ فالكون 9 . قد تكون المياه من الكويكبات قادرة على منافسة هذه الأسعار ولا تزال تحقق ربحًا جيدًا. لكن النبأ السيئ هو أنه ، في الوقت الحالي ، لا يوجد أحد في الفضاء يريد شراء المياه. على الأقل ليس بعد. قد يكون هذا على وشك التغيير.
