Weltraumprospektion: Wie Planetary Resources Asteroiden für den Bergbau auswählt

wie planetare Ressourcen Asteroiden-Bergbauziele Arkyd auswählenDie Welt hat vielleicht noch keine fliegenden Autos oder Hoverboots, aber wenn Sie einen Beweis dafür brauchen, wie weit die Menschheit technologisch gekommen ist, denken Sie daran, dass der Asteroidenabbau jetzt eine Sache ist.

Planetary Resources - die weltweit führende Asteroiden-Bergbauorganisation - hat bereits eine Mission gestartet, um Weltraumgesteine ​​zu jagen und die darin enthaltenen wertvollen Materialien zu gewinnen. Es klingt wie Science-Fiction, aber die Vorbereitungen laufen, während wir sprechen.

Das Zupfen eines Asteroiden aus der Leere ist drastisch komplizierter als das Goldwaschen in einem Bach. Sie können nicht einfach ein Teleskop in den Himmel richten, in der Ferne einen glänzenden Stein erkennen und rufen: "Lass es uns holen!" wie Sie in Ihr Raumschiff springen. Bergbau im Weltraum erfordert viel mehr Planung, viel mehr Strategie und verdammt viel mehr Forschung als Bergbau hier auf der Erde. Aus diesem Grund hat Planetary Resources einen sehr gründlichen Prozess für die Prospektion im Weltraum entwickelt, den wir in den folgenden Abschnitten beschrieben haben.

Wenn Sie ein aufstrebender Asteroiden-Bergmann sind (ein „2049er“?), Ist jetzt ein guter Zeitpunkt, um Ihr Notizbuch herauszubrechen.

Alles das Richtige

Genau wie ein Arbeitgeber, der eine leere Position besetzen möchte, hat Planetary Resources eine Liste von Anforderungen, die ein Asteroid erfüllen muss, um als Ziel betrachtet zu werden. Jeder Schritt des Abbauprozesses - Start von der Erde, Manövrieren in Position auf dem Asteroiden, Sammeln von Erz und Zurückreisen - erfordert eine enorme Menge an Ressourcen. Daher tendiert Planetary Resources dazu, sich für die niedrig hängenden Früchte in unserem Sonnensystem zu entscheiden: den Weltraum Felsen, die groß, wertvoll und leicht zu erreichen sind. Im Allgemeinen untersucht das Unternehmen fünf verschiedene Merkmale, um festzustellen, ob ein Asteroid ein geeigneter Kandidat ist.

Größe

Eines der ersten Dinge, nach denen PR bei einem Asteroidenkandidaten sucht, ist die Größe. Wenn Sie Hunderte Millionen Dollar ausgeben, um einem Weltraumfelsen nachzujagen, der nur wenige Millionen wert ist, führt dies natürlich zu einem Verlust. Gute Kandidaten müssen also ziemlich groß sein, damit sich die Reise lohnt. Daher versucht Planetary Resources, auf Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 300 Metern zu zielen. Aber Größe ist nur ein Teil der Gleichung.

Komposition

Neben der Größe wird auch die Zusammensetzung eines bestimmten Asteroiden berücksichtigt. Planetary Resources plant, in Zukunft metallische (M-Typ) Asteroiden zu suchen, die Metalle wie Eisen, Kobalt und Nickel enthalten - mit denen Strukturen im Weltraum aufgebaut werden können, ohne das Metall von der Erdoberfläche hochziehen zu müssen. Derzeit sucht die Organisation jedoch nach kohlenstoffhaltigen (C-Typ) Asteroiden, die mit größerer Wahrscheinlichkeit Wasser enthalten. Wasser ist besonders im Weltraum nützlich, da seine Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle getrennt und als Raketentreibstoff verwendet werden können. Planetary Resources plant, C-Typ-Asteroiden für seine ersten Missionen zu suchen, wird aber schließlich zu M-Typ-Asteroiden aufsteigen, wenn seine Technologie weiterentwickelt wird.

Asteroid

Delta-V

Ein weiterer wichtiger Faktor ist das Delta-V des Asteroiden oder die Änderung der Geschwindigkeit. In der Flugdynamik von Raumfahrzeugen wird diese Messung verwendet, um den Impuls zu beschreiben, der benötigt wird, um einen Start oder eine Landung auf einem Himmelskörper wie einem Planeten oder Asteroiden durchzuführen. Einfach ausgedrückt ist es, wie schnell sich ein Asteroid durch den Weltraum bewegt.

Wie zu erwarten ist, sind sich langsam bewegende Asteroiden tendenziell bessere Bergbaukandidaten als sich schnell bewegende, da mehr Treibstoff benötigt wird, um sie einzuholen. Daher zieht Planetary Resources es vor, Weltraumfelsen mit einem Delta-V von etwa 5 Kilometern pro Sekunde nachzujagen (eine relativ langsame Geschwindigkeit für Asteroiden). Auf diese Weise kann das Unternehmen mehr Masse des Bergbaufahrzeugs für Werkzeuge verwenden, anstatt es mit dem gesamten zusätzlichen Kraftstoff zu füllen, der für ein Rendezvous mit dem Asteroiden erforderlich ist.

Rotieren

Die Spinrate eines Asteroiden ist enorm wichtig. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit eines Felsens zu hoch ist, ist es erheblich schwieriger, darauf zu landen oder Ressourcen daraus zu extrahieren. Das Anpassen der Geschwindigkeit und Rotation eines Asteroiden, um eine Landung zu ermöglichen, erfordert viel Treibstoff und sorgfältiges Manövrieren und ist manchmal unmöglich, wenn die Schleudergeschwindigkeit zu hoch ist. Daher untersucht Planetary Resources die Rotationseigenschaften jedes Bergbaukandidaten gründlich. "Wenn es sich wie ein Top dreht, ist es kein gutes Ziel", erklärt das Unternehmen in seinem Blogbeitrag.

Orbit

Schließlich ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die Planetenressourcen untersuchen, die Umlaufbahn eines Asteroiden. Um ein guter Kandidat für den Bergbau zu sein, sollte ein Asteroid eine Umlaufbahn haben, die die Erde irgendwann schneidet oder zumindest nahe kommt. Die Umlaufbahn des Felsens sollte auch nicht geneigt oder relativ zur Erdumlaufbahn um die Sonne geneigt sein. Selbst wenn ein Asteroid eine erdähnliche Umlaufbahn hat, erschwert jede Neigung das Rendezvous erheblich.

Arkyd

Eine perfekte Übereinstimmung finden

Bei der Bewertung eines Asteroiden berücksichtigt Planetary Resources alle oben genannten Eigenschaften - und sein Auswahlverfahren ist brutal. Wenn ein Asteroid in nur einer Kategorie ungünstige Eigenschaften aufweist, wird er sofort als „nicht ideales“ Ziel angesehen.

Zum Beispiel gibt es einen Asteroiden namens 2008 EV5, der gerade die Sonne umkreist, und nach den meisten Messungen ist er ein fantastisches Bergbauziel. Es ist ein Asteroid vom Typ C, der möglicherweise Wasser enthält, sich nicht zu schnell bewegt oder dreht und eine ziemlich überschaubare Größe hat. Das einzige Problem ist, dass es eine geneigte Umlaufbahn hat, so dass wir alle zehn Jahre nur ein paar Jahre darauf zugreifen können. Planetary Resources betrachtet 2008 EV5 als nicht ideales Ziel, obwohl es in fast allen anderen Aspekten großartig ist.

Das ist die Sache mit dem Weltraum - es gibt viele Asteroidenfische im Meer des Sonnensystems, daher macht es für PR keinen Sinn, nach jedem glänzenden Stein zu jagen, den sie am Himmel sehen. Es ist für das Unternehmen viel einfacher (und intelligenter), einfach weiter zu suchen, bis es eine perfekte Übereinstimmung gefunden hat - und genau das tut es gerade.

Derzeit liegt der Schwerpunkt von Planetary Resources auf der Erweiterung der Zielliste und der Erfassung weiterer Daten zu potenziellen Bergbaukandidaten. Während Sie dies lesen, baut das Unternehmen in Redmond, Washington, eine neue Fabrik, in der eine Flotte kostengünstiger Prospektionsraumfahrzeuge aufgebaut werden soll. Wenn alles nach Plan verläuft, werden diese „Weltraumdrohnen“ ausgesandt, um potenzielle Bergbaukandidaten zu schwärmen, ihre Zusammensetzung zu analysieren und diese Informationen zur Erde zurückzusenden.

Die Tests für diese vorläufigen Vermessungsmissionen sind bereits im Gange. Das Arkyd 3R-Fahrzeug von PR wurde im vergangenen Juli von der ISS eingesetzt und führt derzeit Tests mit mehreren der zugrunde liegenden Technologien durch, mit denen das Make-up eines Asteroiden analysiert wird. Später in diesem Jahr plant das Unternehmen, eine etwas größere Version (Arkyd 6) in die Umlaufbahn zu bringen, in der ein Bildsensor getestet wird, mit dem das Vorhandensein von Wasser auf einem bestimmten Ziel identifiziert werden kann.

Im Moment geht es darum, mehr Daten zu sammeln. Eine vollständige Bergbaumission ist noch einige Jahre entfernt, aber sobald Planetary Resources eine solide Schätzung der Kosten, Schwierigkeiten und Durchführbarkeit einer solchen Mission erhalten kann, wird es zu den Rennen gehen.