Weltraumbergbau

Auf einem Computer, der leistungsfähiger ist als

Alles, was die menschheit noch vor einigen jahrzehnten herstellen konnte.

Dieser Fortschritt und all die wundervollen Maschinen, die wir für selbstverständlich halten, basieren auf einigen seltenen und wertvollen Materialien, die Namen haben wie. Terbium, Neodym oder Tantalum. Diese Materialien aus dem Boden in dein Gerät zu bekommen, ist schmutzig. Die Bergbauindustrie verursacht Luft- und Wasserverschmutzung und zerstört ganze Landschaften. Gefährliche Chemikalien wie Zyanid, Schwefelsäure und Chlor werden genutzt um die Ressourcen zu extrahieren, was die Biodiversität, Arbeiter und Einwohner schädigt. Und seltene Ressourcen sind auch politische Mittel, wenn Länder den Zugriff auf sie einschränken. Aber was, wenn wir die Bergbauindustrie auf der Erde mit einem sauberen Prozess ersetzen könnten, der niemanden schadet? Nun, eigentlich können wir das.  Asteroiden sind Millionen von Billionen Tonnen.

Gestein, Metallen und Eis. Reste der Wolke, die vor 4.5 Milliarden Jahren zu den Planeten wurde. Sie können nur einen Meter groß sein oder so groß wie ganze Länder. Die Meisten von ihnen sind im Asteroidengürtel und dem Kuipergürtel, während hunderttausende zwischen den Planeten liegen. Da Raumfahrt immer wirtschaftlicher wird, schauen Wissenschaftler und Ökonomen zunehmend auf die Ressourcen, die man in diesen Asteroiden findet. Sogar relativ kleine metallische Asteroiden könnten. Billionen-Werte an kostbaren Metallen wie Platin enthalten. Und größere Asteroiden wie 16 Psyche könnten genug Nickel enthalten, um den Weltbedarf an Metall für Millionen Jahre zu decken. Bei den gegenwärtigen Marktpreisen wären die Rohmaterialien allein Billiarden Dollar wert. Nun gut, eigentlich nicht wirklich sondern technisch gesehen.

Zum Beispiel enthalten die Ozeane mehr als 20 Millionen Tonnen Gold mit einem Wert von etwa 750 Billionen US Dollar. Aber das Gold herauszufiltern wäre so teuer, dass man beim Verkauf Geld verlieren würde. Heutzutage hat Astroidenbergbau genau dieses Problem. Es ist zu teuer um Bergbau auf der Erde zu ersetzten. Ressourcen im All im Wert von Milliarden Dollar sind wertlos, wenn es Billionen kostet sie zu erschließen. Was macht es denn so schwierig? Die Grundlagen des Asteroidenbergbaus sind einfach. Die grundlegende Idee ist es, einen Asteroiden zu bestimmen, diesen an einen Ort zu bewegen, an dem man ihn einfach verarbeitet kann und ihn dann aufzubrechen, um an die Ressourcen zu kommen. Unglücklicherweise kollidiert all dies mit Problemen, die die Menschheit noch lösen muss. Raumfahrt ist teuer. Sie kostet tausende Dollar für den Raketentreibstoff pro Kilogramm, nur um den Orbit zu erreichen.

Noch weiter ins All zu gelangen kostet tausende Dollar mehr. Wir brauchen billigere Raumfahrt um Asteroidenbergbau profitabel zu machen. Eine Möglichkeit wäre von klassischen Raketen zu Elektro-Raumfähren zu wechseln. Wir benutzen schon jetzt elektrische Antriebe für viele Raumsonden auf wissenschaftlichen Missionen. Prinzipiell bräuchten wir nur noch größere.

Zwar sind elektrische Antriebe nicht stark genug

Um das weltall zu erreichen, aber sie brauchen nur winzige mengen treibstoff wenn sie erst mal dort sind.

Das heißt wir brauchen keine Unsummen für Treibstoff auszugeben, nur um Treibstoff ins All zu befördern. Dies löst nicht alle Fragen der Kosten, aber es macht es einfacher eine erste Mission zu starten. Jetzt wo wir ein elektrisches Asteroidenbergbauraumschiff haben, müssen wir einen passenden Asteroiden finden und ihn erreichen. Wir haben schon erfolgreich Asteroiden mit Raumsonden besucht und sogar Proben eingesammelt.

Dennoch wird unser erstes Ziel ein der erde nahes sein, um die Kosten und den Aufwand zu minimieren. Asteroiden, die die Erde, nun ja, in Erdnähe umkreisen. Nach einigen Monaten erreicht unser Raumschiff endlich den Asteroiden. Er ist unförmig und übersät mit Kratern von Einschlägen, unverändert seit Milliarden Jahren. Die erste Aufgabe ist es, die Rotation des Asteroiden zu stoppen. Dazu gibt es mehrere Wege, etwa Material mit einem Laser zu verdampfen, oder mit Schubdüsen. Wenn der Asteroid erst einmal stabilisiert ist brauchen wir Geduld. Flugbahnmechanik ist kompliziert, aber wenn man zum richtigen Zeitpunkt in die richtige Richtung Schub gibt kann man sehr große Dinge mit kleiner Kraft bewegen. Also warten wir auf den richtigen Zeitpunkt. Unser Schiff zündet seine Triebwerke und schiebt den Asteroiden in eine Flugbahn, die ihn in die Nähe unseres Mondes bringt.

Der Mond ist nützlich, weil wir seine Gravitation verwenden können, um den Asteroiden in eine stabile Umlaufbahn um die Erde zu bringen, was noch mehr Treibstoff spart. Abermals zieht sich der Trip über Monate. Aber die ganze Zeit, in der unser Schiff gestartet wurde, haben wir nicht verschwendet. Die ersten Weltraumbergbau- und Verarbeitungsanlagen wurden im Orbit installiert, und bewegt sich nun vorsichtig Richtung Asteroid. Der Prozess funktioniert ganz anders als auf der Erde. Riesige Spiegel fokussieren das Sonnenlicht und erhitzen das Asteroiden-Gestein, um die Gase auszukochen. Mahlwerke zerkleinern das getrocknete Gestein in Kies und Staub, und Zentrifugen trennen dichte von leichten Elementen. Selbst wenn wir nur 0,01% der Masse des Asteroiden in Edelmetallen abbauen, ist das immer noch ein Vielfaches dessen, was man aus der gleichen Menge an Erd-Erzen gewinnen würde. Aber was jetzt? Wie bekommen wir unsere wertvollen Materialien zurück auf die Erde? Es gibt ein Paar Wege, zum Beispiel alles in eine mehrfach nutzbare Rakete zu packen und diese zurück zur erde zu schicken. Oder, falls unsere Anlage auch 3D-Drucker enthält, können wir uns ein einfacheres und günstigeres System drucken.

Hitzeschutzkapseln, die mit Gasblasen gefüllt sind. Diese können dann einfach in die Ozeane geworfen werden, wo sie von Schiffen abgeschleppt werden. Dies könnte der Ausgangspunkt für die ersten wirklichen Schritte der Menschheit s in Richtung Kolonisation des Sonnensystems sein. Mit wachsender Infrastruktur und Erfahrung werden unsere Missionen immer anspruchsvoller. Auf dem Asteroiden produzierte Teile und Treibstoffe müssen nicht extra von der Erde abgeführt werden. Die erste Bergbau-Operation macht die Zweite einfacher und so weiter und sofort. Während die Raumfahrtindustrie wächst und kostbare Materialien billiger werden, könnten wir irdischen Bergbau stoppen. Sogar die Idee des giftigen Bergbaus hier unten könnte etwas komisches und anachronistisches, wie ein offenes Feuer im Wohnzimmer zu haben, werden. Die von der Umweltverschmutzung verwüsteten Landschaften werden heilen, während die technologischen Wunder, an die wir gewöhnt sind billiger und weniger giftig in der Herstellung werden. Diese Science [Wissenschaft] ist keineswegs fiction [Fiktion].