Rymdbrytning

På en dator mer kraftfull än något

Annat mänskligheten kunde bygga några årtionden sedan.

De här framstegen och alla underbara maskiner du tar för givet är byggda av några få ovanliga och dyrbara material. Med namn som: Terbium, Neodym och Tantal. Sättet att få upp dessa ovanliga material från jorden och in i dina enheter är fult. Gruvindustrin är ansvarig för luft- och vattenförorening och förstörelsen utav hela landskap. Farliga kemikalier såsom: Cyanider, Svavelsyra eller Klor används för att utvinna resurserna skadar biologisk mångfald, arbetare och lokalbefolkningen. Sällsynta resurser är också politiska redskap när länder begränsar tillgången till dem för att få det på deras vis. Men vad händer om vi skulle kunna ersätta gruvindustrin på jorden med en ren process, som inte skadar någon? Tja, det kan vi. All vi behöver göra är att titta uppåt. Asteroider är miljoner miljarder ton av sten, metaller och is.

Rester från molnet som blev planeterna 4,5 miljarder år sedan. De kan vara så små som en meter, eller en protoplanet stor som hela länder. De flesta av dem är koncentrerade i asteroidbältet och Kuiperbältet. Medans hundratusentals fler gör sin egen grej mellan planeter. Med rymdresor som blir mer genomförbara har vetenskapsmän och ekonomer börjat titta på resurserna som hittas i asteroiderna. Till och med relativt små asteroider kan innehålla biljoner värda industriella och ädelmetaller, som Platina. Större asteroider som 16-Psyche kan innehålla tillräckligt med Järn och Nickel för att täcka hela världens metallbehov i miljoner år. Med nuvarande marknadspriser skulle de sällsynta råvarorna själva skulle vara värda kvadriljoner av dollar. Nja, inte riktigt. Men tekniskt sätt Till exempel finns det miljoner ton guld i havens vatten värt drygt 750 biljoner amerikanska dollar.

Men att filtrera ut guldet skulle vara så dyrt att du skulle förlora pengar när du säljer det. Just nu har asteroidbrytning exakt det här problemet, det är för dyrt för att ersätta gruvdriften på jorden. Miljarder dollar värdefulla resurser i rymden är värdelösa om det kostar biljoner att få dem. Vad gör det så svårt? Principerna bakom att bryta ner en asteroid är simpla. Den grundläggande idén är att välja ut en asteroid och flytta den till en plats där den lätt att bearbeta och sedan ta isär den för att göra den till användbara produkter. Tyvärr krockar allt detta med grundläggande problem vi människor redan har att lösa. Att åka till rym den är dyrt. Det kostar tusentals dollar i raketbränsle för varje kilogram bara för att nå en låg omloppsbana. Att åka längre ut in i djupa rymden, kostar tusentals mer. Vi behöver billigare rymdresor för att kunna göra asteroidbrytningen lönsam.

En lösning är att: byta från klassiska raketer, till elektriska rymdskepp. Vi använder redan elektriska raketmotorer till många av rymdsonderna på forsknings uppdrag. I princip så behöver vi bara bygga dem större. Medans elektriska motorer inte är tillräckligt starka nog att flyga till rymden, så behöver dem bara en liten mängd bränsle för att komma väldigt långt när dem väl är i rymden. Detta betyder att vi inte behöver spendera massor av pengar på bränsle bara för att transportera bränsle till rymden.

Det löser inte hela kostnadsproblemet, men det

Gör det enklare att börja vårt första uppdrag.

Nu när vi har ett elektriskt asteroid gruvskepp behöver vi hitta den rätta asteroiden och får det dit. Vi har redan kunnat besöka asteroider med rymdsonder, till och med kunnat samla prover. Fortfarande, för att göra det enklare och billigare blir vårt första mål jordnära asteroider. Asteroider som åker i omloppsbana tja, nära jorden.

Efter några månaders resande, anländer äntligen vårt rymdskepp vid vår asteroid. Konstigt formad och täckt i små kratrar och den har inte ändrats mycket på miljarder år. Den första saken som måste göras är att säkra asteroiden och få den att sluta snurra. Det finns många sätt att göra detta på, som att förånga material med en laser, eller stoppa rotationen med drivraketer. När vi väl har fått en stabil asteroid så måste vi vänta. Omloppsmekanik är komplicerat. Men om man puttar en sak i rätt riktning vid exakt rätt tillfälle, så kan man flytta väldigt stora saker med väldigt lite kraft. Så vi väntar på just det tillfället. Vårt skepp avfyrar sina drivraketer och knuffar asteroiden in i en bana som tar den nära vår måne. Månen är användbar eftersom vi kan låna dess gravitationella drag för att sätta asteroiden i en stabil bana runt jorden, vilket sparar ännu mer bränsle.

Igen, så tar färden månader. Men tiden sen vårt skepp sköts upp har inte slösats bort, den första utrustningen för gruvdrift och bearbetning i rymden har installerats i omloppsbanan och försiktigt närmar sig asteroiden. Processen fungerar mycket annorlunda här än på jorden. Gigantiska speglar fokuserar solljus och värmer upp asteroid sten för att koka ur gaserna. Trumskärare tar isär torkad sten till grus och damm och centrifuger separerar kompakta från lätta ämnen. Även om vi bara utvinner 0.01% av asteroidens massa i ädla metaller så är det många gånger mer än vad du skulle få från samma mängd malm på jorden. Men nu då? Hur tar vi hem våra ädelmetaller säkert? Det finns några sätt, så som: lasta in det på ett återanvändbara raketer som återvänder till jorden från rymden, eller, om vår processor innehåller en 3D-printer, så kan vi göra ett snabbare och billigare leveranssystem. Värmeskyddade kapslar fyllda med gasbubblor. De här kan bara släppas ner i havet där skepp kan bogsera bort dem. Det här kan vara startpunkten för mänsklighetens första riktiga steg mot att kolonisera solsystemet.

När våran infrastruktur och erfarenhet växer, så blir våra uppdrag mer och mer sofistikerade. Delar och bränsle producerat på asteroider behöver inte skjutas upp från jorden alls. Den första gruvverksamheten gör den andra enklare, och så vidare. Med en växande rymdindustri och ädelmetaller blir billigare, så småningom kan vi stänga gruvorna på jorden. Även idén om giftig gruvverksamhet här nere kanske blir någonting konstigt och anakronistisk, som att ha en öppen eld mitt i ditt vardagsrum. Landskap härjade av föroreningar kommer att läka, medans de tekniska underverken vi är vana med kommer att bli billigare och mindre farligt att göra. Inget av detta är science-fiction. Vi behöver inte fina material eller ny fysik för att göra asteroidbrytning möjligt. Vi kan börja bygga denna framtiden idag. Allt vi behöver är en första knuff.