Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Добыча полезных ископаемых надругих планетах

06.08.2014 Наука и жизнь

Что возможно искать в космосе? Воду. Хондритовый астероид (С-типа) диаметром всего 7 м может содержать в себе 100 т воды. Она понадобится для синтеза ракетного горючего либо для жизнеобеспечения космонавтов. Металлы.

Железный астероид размером 24 м может содержать 33 000 т пригодного к применению металла. Одной лишь платины в нем содержится на $50 млн. Вот лишь смогут ли космические горнодобытчики воспользоваться этими достатками?

Золотоискатели XXI века
Сотрудник NASA стоит перед шестью сегментами главного зеркала из космического телескопа Джеймса Уэбба. Пионеры внеземной геологоразведки станут первыми частными обладателями космических телескопов.

Быть может, они кроме того будут сдавать их в аренду

В этом апреле несколько инвесторов совместно с несколькими ветеранами космической области создала новую компанию, Planetary Resources, чья задача пребывает в разработке нужных ископаемых, содержащихся в астероидах. «Ставка на прорыв в научно-технической сфере подразумевает необыкновенный коммерческий риск», — говорит сопредседатель в правлении этого стартапа Питер Диамандис.Добыча полезных ископаемых надругих планетах Компания поддерживается такими первопроходцами в технической сфере, как генеральный директор компании Гугл Ларри Пейдж, изобретатель и кинорежиссёр Джеймс Кэмерон, гуру программирования из компании Микрософт Чарльз Симоний.

Само собой разумеется, все эти люди не рассчитывают на стремительный возврат инвестиций. «Полеты к астероидам начнутся уже через пара лет, — говорит второй сопредседатель Эрик Андерсон, — но мы планируем отечественную деятельность в расчете на столетнюю возможность развития данной отрасли».

Planetary Resources планирует построить целый флот таких малоразмерных космических телескопов, снизив цена каждого как минимум до $10 млн. Такая стратегия разрешает и подстраховаться на случай отказа одного из аппаратов. «Нужно поставить эту работу на конвейер, — говорит Левицки (ранее он в Лаборатории реактивного перемещения занимался темой полетов на Марс). — Неправильно было бы инвестировать в один драгоценный аппарат, дабы позже носиться с ним как с писаной торбой».

На этом этапе компания уже совершит первую попытку окупить собственные капиталовложения, сдавая в аренду аппараты Arkyd 100. Телескопы космического базирования смогут заинтересовать и астрологов, и тех ученых, которым было бы весьма интересно изучить земную поверхность с разрешением около двух метров на пиксель. Первый собственный аппарат Planetary Resources собирается запустить уже к концу 2013 года, а какова будет цена аренды, управление компании пока не решило.

При разработке космических нужных ископаемых вода будет цениться намного дороже золота. Ее сокровище делается наглядной, в случае если отыскать в памяти, из каких элементов она состоит. Водород — то самое, что необходимо для перезарядки топливных элементов, при повторном соединении водорода с кислородом мы возьмём очень энергоемкое горючее.

Воду существенно дешевле будет обнаружить в космосе, чем доставлять с Почвы. Так как запуск в космос каждого килограмма обойдется в десятки тысяч долларов. Компания Planetary Resources может извлекать прибыль, реализовывая добытую в космосе воду каким-либо национальным космическим агентствам либо частным космоперевозчикам.

Цена таковой воды возможно ниже, чем цена ее доставки с Почвы, и наряду с этим такая торговля может оказаться очень прибыльной.

Лучшими источниками H2O смогут принимать во внимание астероиды из углеродистого хондрита. Как говорит Джон Льюис, заслуженный доктор наук Университета Аризоны и создатель книги «Нужные ископаемые в небесах», вышеупомянутые астероиды (их еще именуют астероидами С-класса) имеют рыхлую, хрупкую структуру. «Кубик для того чтобы минерала возможно раздавить, легко сжав между громадным и указательным пальцами». На таком астероиде бурение не потребуется — дабы извлечь воду, достаточно не составит большого труда скоблить его поверхность.

Итак, представим себе, как рой горнодобывающих роботов, цепляясь за поверхность астероида собственными когтистыми лапками, с хрустом грызет насыщенный водой слой грунта, применяя для этого что-то наподобие хоботков. Тем временем другие аппараты пылесосят поверхность планеты, следуя по стопам добытчиков и утрамбовывая остатки их деятельности. Затем умелые автомобили будут упаковывать грунт, другими словами реголит, в особые герметичные контейнеры.

Эти роботы будут ползать, ходить либо летать, систематично навещая «горнообогатительную фабрику», «висящую» над поверхностью астероида либо легко пришвартованную к нему намертво. В том месте реголит разогреют, выпарят из него воду и соберут ее в баки хранилища.

Более непростые задачи поднимутся перед космическими горнодобытчиками, если они произведут добычу металлов. Астероиды М-типа, воображающие собой легко громадные глыбы металла, окажутся крепким орешком для космического горнорудного предприятия. Таково вывод Гарри Максуина, геолога из Университета штата Теннесси и председателя группы изучения поверхности астероида в экспедиции Dawn, которую NASA организовало для изучения астероидов.

Сама попытка закрепиться на поверхности для того чтобы небесного тела уже будет воображать собой достаточно непростую задачу. О бурении железного массива возможно забыть — как и о попытке отпилить от него кусок, дабы забрать его на переработку. «Лишь поразмыслите, сколько на это уйдет энергии, и вы осознаете, что задача не слишком-то реалистична», — говорит Максуин.

Действительно, согласно расчетам Льюиса, кое-какие из астероидов смогут складываться из металла всего на 30 процентов, где металлы являются железом -никель-кобальтовый сплав либо сплав платиновой группы. Как он говорит, «велик соблазн магнит и с его помощью извлечь крупинки металла из раздробленного реголита».

В полной мере быть может, кое-какие железные астероиды имело бы суть полностью подтянуть поближе к Почва — хотя бы до лунной орбиты. «В них может находиться такое количество металла, что необходимо задуматься, как бы прихватить всю такую штуковину полностью», — говорит Льюис (задача не такая уж и абсурдная — смотрите врезку «Астероид пойман и готов к доставке»).

Ход 1. Разбираем возможности

Перед тем как начать добычу нужных ископаемых в космосе, компании Planetary Resources необходимо подобрать астероид, что дал обещание бы при разработке хорошую экономическую отдачу. Но астероиды — это не звезды, а маленькие чёрные небесные тела, каковые весьма тяжело рассмотреть через толщу земной атмосферы. оптимальнеебыло бы охотиться на них посредством телескопа, подвешенного в космическом пространстве.

Вот из-за чего в главном офисе компании Planetary Resources, расположенной в Белвью, штат Вашингтон, глава фирмы, а по совместительству и ее основной инженер Крис Левицки уже приступил к сборке телескопа серии Arkyd 100. Это будет первый космический телескоп во владении личной компании.

Космический аппарат весом всего 20 кг будет мельче и несложнее, чем любой из космических телескопов, выстроенных на национальные средства. Hubble, к примеру, обошедшийся казне в $1,5 млрд, имеет первичное зеркало диаметром 235 см, а зеркало телескопа Arkyd составит в диаметре всего-то 22,5 см. Hubble владеет набором инструментов и широким полем зрения, разрешающих сканировать глубины космического пространства.

Arkyd нацелен на значительно более несложную задачу — поиск объектов в пределах Нашей системы. Малые размеры — громадная экономия. Цена вывода таких аппаратов на орбиту возможно радикально снизить, запуская их в качестве дополнительного груза вместе с большими спутниками на чужих ракетах-носителях.

Ход 2. Отыскать и «застолбить» участок

Kосмические телескопы засекли какой-то перспективный в плане разработки космический объект. Сейчас имеется лишь один метод узнать, чего стоят содержащиеся в нем ресурсы, — подобраться к нему поближе.

Предстоящий сценарий в компании Planetary Resources воображают себе так. Целая свора роботов-разведчиков направляется в сторону найденного астероида (он относится к классу околоземных астероидов, либо NEA) и облетает его со всех сторон. «Отечественные межпланетные зонды будут стоить многократно меньше, чем нынешние модели, а для этого нужно радикально поменять подход к задаче», — говорит Диамандис.

Новый вид реактивного движителя, что он имеет в виду, агентство NASA уже два раза применяло в изучениях глубокого космоса. Речь заходит об ионном двигателе, в котором поток ионизированного газа (ксенона) разгоняется в электростатическом поле. В следствии формируется тяга, которая неспешно, в течение нескольких лет, способна разогнать космический аппарат до приличных скоростей.

Процесс достаточно медленный, но к финишу скорость может быть больше 300 000км/ч.

Интересующие нас астероиды будут, вероятнее, иметь в диаметре километр-полтора. Небесные тела таких размеров через чур мелки, дабы породить заметную силу притяжения. Посадка космического аппарата на таковой «камень» легко неосуществима. Тут скорее направляться сказать о «стыковке».

Зонд медлительно приблизится к поверхности астероида, мягко коснется цели, по окончании чего необходимо будет задействовать что-то наподобие якоря. В случае если для этого применять кошки либо крючья, имеется возможность, что якорная лапа выворотит из поверхности кусок породы, а сам аппарат, ударившись, отлетит от астероида. Разумнее было бы применять какие-то буровые устройства, каковые имели возможность бы ввинчиваться в посадочную площадку, надежно удерживая аппарат на поверхности планеты.

Затем робот может совершить химический анализ породы, выяснить, имеется ли в том месте вода и какие-либо металлы. Результаты анализа будут переданы на Землю. Совершенным для для того чтобы экспресс-анализа возможно было бы вычислять спектроскоп на базе лазерно-индуцированного пробоя среды (LIBS).

При данной методике под действием лазерного луча поверхность примера испаряется, по окончании чего соответствующие датчики смогут разбирать свет, излученный плазмой, появившейся в следствии испарения, и фиксировать наличие в примере тех либо иных элементов. Первые аппараты, выстроенные на принципе LIBS, ChemCam, будут задействованы при изучении чужих миров, в то время, когда ровер Curiosity достигнет Марса на борту посланного NASA космического аппарата.

Зонд-разведчик может кроме этого пометить выбранный астероид, закрепив на его поверхности радиомаячок. Как утверждают в управлении компании, таковой маячок нужен не только чтобы уменьшить в будущем поиск выбранного астероида. «Установка радиомаяка может служить неким юридическим жестом, подтверждающим право владения», — говорит Питер Диамандис.

Вопрос о претензиях личной компании на какой-либо астероид до тех пор пока слабо отражен в интернациональном законодательстве. Во второй половине 60-ых годов XX века был заключен Контракт по космосу, а на данный момент его ратифицировало свыше сотни стран. Уже в будущем десятилетии перед юристами поднимется задача как-то зафиксировать в этом контракте права предпринимателей из частного сектора.

Но, вероятнее, подтвердится известное изречение о том, что владение — 0,9 права, и несложный радиопередатчик, укрепленный на астероиде, в полной мере сможет обеспечивать права собственности компании, установившей маячок.

Ход 3. Начинаем добычу

Робот-прототип, созданный в Лаборатории реактивного перемещения NASA, вместо опор имеет 750 металлических крючков. Они цепляются к шершавым поверхностям, не разрешая роботу в условиях не сильный притяжения отцепиться от поверхности астероида и улететь в космическое пространство.

Ход 4. Доставка продукции

С продавцом ясно, но кто будет клиентом? Кому потребуется товар, добытый космическими горняками с таким трудом?

Металлы платиновой группы — один из редких видов продукции, добытой в космосе, которую рентабельно доставлять на Землю. «Эти металлы активно применяются на данный момент во многих современных технологических процессах», — говорит Левицки. Они просто незаменимы в автомобильных катализаторах, в производстве силикона истекла. Они присутствуют в компьютерных твёрдых дисках, в автомобильных свечах, где, подавляя коррозию, увеличивают жизнь свечи до пробега в 160 000 км.

В медицине эти металлы незаменимы благодаря их совместимости с биологическими тканями.

Допустим, у нас имеется 500-тонный астероид, в котором содержится 0,0015 процентов металлов платиновой группы. Это в три раза превышает концентрацию в самых богатых месторождениях платины, известных на данный момент на Земле! Как говорит Левицки, «в случае если радикально расширить количество дешёвой на Земле платины, мы станем свидетелями зарождения новых отраслей производства, каковые нам тяжело на данный момент кроме того представить».

Но большинство веществ, добытых на астероидах, отыщет собственного клиента лишь в отдаленном будущем, в то время, когда космические путешествия станут привычными для землян. Вот тогда станут нужны внеземные перевалочные базы, где космонавты смогут пополнять запасы топлива и воды.

Под тем же углом возможно разглядывать и проекты, которые связаны с добычей простых конструкционных металлов. Они получат действительность лишь тогда, в то время, когда станции и космические корабли начнут производить не на Земле, а на орбите. Очевидно, производство каких-то конструкций в условиях открытого космоса выглядит очень привлекательно, поскольку так мы экономим на доставке с Почвы готовых блоков, но это направление постоянно будет на грани со стороны космических перевозчиков, каковые стремятся придумать новые, более недорогие методы вывода земных товаров на орбиту.

В случае если наступит эра, в то время, когда жители орбитальных станций будут питаться со собственных огородов, среди товаров на космическом рынке покажутся не только сталь и железо, но и вещества, необходимые в космическом земледелии. Как сообщил Льюис, «мы говорим о тех отраслях индустрии, каковые окажут помощь обрезать пуповину, связывающую нас сродной планетой».

Проекты компании Planetary Resources — это не просто бизнес-замысел. Это слово в защиту самых наглых мечтаний, каковые человечество когда-нибудь сделает действительностью.

Астероид пойман и готов к доставке

Для переработки и дальнейшего обследования астероиды возможно подтащить поближе к Почва. В собственном апрельском отчете Университет космических изучений Кека, действующий при Калифорнийском технологическом университете, расписал, как возможно было бы перевести один из астероидов на лунную орбиту. Такое космическое тело имело возможность бы стать для космонавтов очень привлекательной тренировочной площадкой. «Исполнение данной программы будет очередным шагом на пути в Солнечную совокупность», — говорит один из начальников проекта Луис Фридман.

1. Обмеры

Комплекс радаров и лазеров выдает данные о размерах астероида. Затем космический аппарат развертывает собственный высокопрочный сачок до нужного размера. Конструкция из надувных лап, соединенных между собой тросами, обязана хорошо обхватить пойманный астероид.

2. Отлов жертвы

Итак, астероид пойман в сачок. Датчики, закрепленные на конструкции снаружи, разрешают убедиться, что астероид не греется и не теряет собственный водный запас.

3. Доставка к себе

Аппарат отправляется в продолжительный обратный путь к лунной орбите. Эта дорога может занять шесть лет, и лишь по прибытии будет начата разработка астероида.

Отечественная богатая наша система

Инфраструктура добычи нужных ископаемых в космосе

С 2009 по 2011 год агентство NASA посредством собственного космического телескопа WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) создавало сводный каталог астероидов, имеющихся в нашей системе.

В поясе между юпитером и Марсом было обнаружено 100 000 ранее малоизвестных астероидов.

19 500 астероидов среднего размера обнаружилось рядом от Почвы.

Зафиксировано 4700 больших астероидов, попадающих в пределы относительной космической близости к Почва (критерием считался радиус 8млнкилометров, и такие астероиды объявлялись опасными). В NASA уверены в том, что в этот каталог попало лишь 30 процентов из опасных астероидов.

Технологии космических горнодобытчиков

Магнитные грабли

В некоторых случаях для добычи драгоценных металлов не потребуется рыть никаких шахт. Достаточно будет граблей либо гребешка с магнитами на каждом зубце. Стоит прогуляться таковой бороной по поверхности реголита, и в условиях малой гравитации зерна драгметаллов сами прилипнут к зубьям.

Сито, действующее при не сильный гравитации

Вот предлог для реверансов перед золотоискателями ветхой закалки. В 2009 году ученые попытались применять вибростол для просеивания грунта через решето, дабы отделить частицы оптимального для предстоящей переработки размера. Совокупность показала работоспособность при нулевой гравитации, которую создавали полетом самолета по параболической траектории.

Якоря для швартовки к астероиду

В условиях фактически нулевой гравитации приземлиться на астероид — сложная задача. Никак не несложнее в таковой обстановке вести добычу ископаемых. В лаборатории реактивного перемещения при NASA разрабатываются механизмы для забивки в грунт астероида клиньев, ориентированных под различными углами, — так они должны держаться значительно надежнее.

Иначе, компания Honeybee Robotics занимается на данный момент разработкой ввинчивающихся буров, каковые должны еще надежнее крепить космические аппараты к поверхности астероида.

Статья «Космический клондайк» размещена в издании «Популярная механика» (№119, сентябрь 2012).

Случайные записи:

Наука и техника HD Луна Добыча полезных ископаемых /Космос 2017 / космос наизнанку


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,