hirdetés
hirdetés

Az űr a jövő aranybányája

A ritkaföldfémek és más ásványok elengedhetetlenek a zöld technológiákhoz, például az elektromos járművek gyártásához és a megújuló energiák előállításához. A kihívást az okozza, hogy egyre több ritkaföldfémre van szükségünk, de ezeknek a bolygónkon való elérhetőségük korlátozott. Egyes tudósok feltették a kérdést, hogy mi lenne, ha ki tudnánk használni az összes anyagot, ami az űrben repül? Azt állítják, hogy aszteroidákon is bányászhatunk a jövőben. Igen, aszteroidákon.

hirdetés

Becslések szerint egyes fémek és elemek esetében, a Föld bányászati erőforrásai kifogynak kevesebb mint 50 év alatt. Az indium, amely a vékonyrétegű napelemekhez kulcsfontosságú ritkaföldfém elem, 20 éven belül eltűnhet a bolygónkról. De a platina is elfogyna, ha a bolygón 500 millió járművet elektrifikálnának, hiszen az üzemanyagcellás elektromos járművek katalizátorként támaszkodnak a platinára. Érthető, hogy alternatív bányászati lehetőségeket keresünk.

Az indíum fontos szerepet játszik a félvezetőtechnikában. Germániummal ötvözve annak félvezető tulajdonságait javítja. Az érintőképernyők készítésének egyik kulcsfontosságú anyaga. (Kép forrása: Nerdtalker - Own work, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons)
Az indíum fontos szerepet játszik a félvezetőtechnikában. Germániummal ötvözve annak félvezető tulajdonságait javítja. Az érintőképernyők készítésének egyik kulcsfontosságú anyaga. (Kép forrása: Nerdtalker - Own work, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons)

Az aszteroida-bányászat ára

Mielőtt feltárnánk az űrbányászat legfuturisztikusabb elképzeléseit, megpróbáljuk meghatározni annak életképességét a földi bányászathoz képest.

A NASA szerint egy aszteroida-bányászati ​​küldetés költsége körülbelül 2,6 milliárd dollár. Ez a becslés a Keck Institute for Space Studies (KISS) megvalósíthatósági elemzésén alapul. A KISS tanulmánya egy 500 tonnás C-típusú Near Earth Asteroid (NEA) elfogását és holdpályára szállítását vette alapul. Az ilyen típusú aszteroidák kulcsfontosságúak az űr gyarmatosításához, mivel vizet és egyéb elemeket tartalmaznak, amelyek üzemanyagként használhatók. De hogyan lehet elfogni egy ilyen hatalmas gördülő követ?

Az aszteroida forgási sebességével megegyező módon egy robot űrhajó napelemes meghajtóival felpörgetné és konténerbe zárná. Az egység ezután holdpályára vinné az óriás kőzetet. A tanulmány szerzői azt állítják, hogy ez a művelet megvalósítható 2025-re, amennyiben három dolgot elérünk:

  1. azonosítunk több kisbolygót, amelyeket vissza lehet hozni a Föld közelébe;
  2. javítunk a szoláris elektromos meghajtási technológiát a szállítási idő csökkentése érdekében;
  3. emberi települések építése a Holdon

Ha ez elérhetetlennek hangzik, ne feledje, hogy 6 évvel ezelőtt a Rosetta űrszondának sikerült leszállnia egy 2,5 mérföld széles üstökösre!

Most a NASA 2,6 milliárd dolláros becslése őrült összegnek tűnhet az aszteroida-bányászatért, de szem előtt kell tartanunk, hogy egy ritkaföldfém-bánya felállítása, mondjuk platinaért, 1 milliárd dollárba kerül. Nyilván olcsóbb, mint az űrbe menni, de a Planetary Resources szerint akár 50 milliárd dollár értékű platinát is szerezhetünk egy 98 méteres aszteroidából.

Az erőforrások űrből a Földre történő szállításának költsége csillagászati, 35 000 USD/kg platina a jövedelmezőségi elemzés alapján.

Összességében kimutatták, hogy az aszteroidák bányászása és a platina leszállítása a Földre csak néhány valószínűtlen esetben jövedelmező. A kutatók azt javasolják, hogy növeljék a bányászat hatékonyságát és a kis űreszközök gyártását, mivel ezek kulcsfontosságúak az aszteroidákon történő platinabányászat gazdaságosságának javításához. Ezenkívül az újrahasználható űrhajók maximalizálhatják a profitot. A SpaceX megmutatta, milyen nagy hatással lehet az újrafelhasználhatóság az űrrepülésre. Az (újra) űrrepülésre képes Falcon rakéták 52,7 millió dollárt takarítottak meg.

Falcon Heavy Space X az űrben
Falcon Heavy Space X az űrben

Víz, az űripar olaja

A bányászathoz rendelkezésre álló kisbolygók (NEA) tekintetében a National Space Society tanulmánya szerint az ismert NEA-k 10 százaléka hozzáférhetőbb, mint a Hold, és 50 százalékuk tartalmazhat vizet és széndioxidot. Az asztronauták szomjúságának csillapítása mellett a víz hidrogénforrás, amelyet rakéták meghajtására használhatnak.

A szén-dioxid, a víz és az elektromosság elektrolíziscellába táplálásával az Opus 12 vegyipari vállalat technológiájával metánt termelhet a ciszlunáris térben, a folyékony metán pedig a SpaceX Raptor motor kedvenc itala.

De a víz nem az egyetlen értékes dolog, amit a Holdról szerezhetünk. Dr. Carlos Espejel, az Ispace bányászati ​​mérnöke szerint a Hold felszíne rengeteg ritkaföldfém elemet is tartalmaz. Ez egy másik hajtóereje a holdbánáyszatnak, a Hélium-3 megszerzése minél nagyobb mennyiségben. Nem, ez nem az a gáz, ami miatt hangja viccesen elváltozik, miután kiszívta a születésnapi léggömbből. Ez egy ritka izotóp, amely a Földön található héliumnak körülbelül 0,0001 százalékát teszi ki. A hélium-3-at betáplálhatjuk a jövőbeli fúziós reaktorokba, és biztonságosabbá, környezetbarátabbá tehetjük az atomenergiát.

Ez azért van, mert ez a hélium izotóp nem radioaktív és nem termel mérgező hulladékot. A hélium-3 természetes úton kétféleképpen keletkezhet: a Föld mélyén, lítium atomok bomlástermékeként, illetve a világűrben, a kozmikus sugárzás kiváltotta nukleáris reakciók hatására. A mélyben képződő atomok kijutnak az atomszférába, majd onnan elszöknek a világűrbe, az űrben létrejövő hélium-3 viszont a Föld mágneses tere miatt nem jut le a bolygónk felszínérére.

Magyarázó

Ciszlunáris-tér – A Föld–Hold közötti tér, ahol rengeteg a szén-dioxid, amelyből üzemanyag állítható elő a rakéták számára.

Opus12 – A Twelve egy vegyipari technológiai vállalat, amely a kaliforniai Berkeley-ben található. Olyan technológiát fejlesztenek ki, amely a szén-dioxidot nyereséges vegyi anyagokká, például műanyagokká és közlekedési üzemanyagokká alakítja.

Hélium-3 – A hélium-3 az egyetlen ismert izotóp a világegyetemben a közönséges hidrogén atomon kívül, ami úgy tud stabil lenni, hogy az atommagjában több proton van, mint neutron. Amikor két hélium-3 atom összeolvad, a fúzió közben bődületesen nagy energia szabadul fel, amelyet elméletileg ki lehetne aknázni. Az MIT csapat fúziós módszere kis dózisban hélium-3 ionnal egészíti ki a hagyományos, 5 százalékban hidrogénből és 95 százalékban deutériumból álló, kétionos plazmakeveréket.

Már 1986-ban úgy becsülték a Wisconsini Egyetemen működő, fúziós technológiát kutató központban, hogy a Hold regolitja egymillió tonna hélium-3-at tartalmaz, amely évszázadokra elegendő energiát biztosíthatna az emberiség számára.

A Holdon lévő hélium-3 koncentrációja a regolitban mindössze 1,4-15 ppb (Part per million – milliárdod rész) a napos oldalon és 50 ppb a sötét oldalon – nem véletlen, hogy a kínai űripar a Hold sötét oldalán akar ügyködni. 150 tonna regolitot kellene feldolgozni, hogy 1 gramm hélium-3-at izoláljanak, amelyet úgy lehet kinyerni, ha 600 Celsius-fokra melegítjük a holdport.

Ciszlunáris-tér
Ciszlunáris-tér

Hány (fény)évre vagyunk a rentábilis űrbányászattól?

Bár lehet, hogy fényévekre vagyunk attól, hogy költséghatékony legyen, az űrbányászati ​​piac több milliárd dollárt ér már ma. A NASA például egyetlen aszteroidát többre becsül, mint a globális gazdaságot. A Psyche aszteroida túlnyomórészt vasból és nikkelből áll. A NASA azt tervezi, hogy 2026-ban eléri felszínét, hogy közelebbről is megnézze.

Míg a technológiai fejlődés és a környezetbarát üzemanyagok, például a víz és a szén-dioxid felhasználása elérhetővé teszik az aszteroidákat és a Holdat a bányászathoz, elég sok időbe telik, amíg az űrbányászat életképes lesz. Továbbá, akárcsak a Föld, az aszteroidák és más bolygók is véges erőforrásokkal rendelkeznek. Bármelyik jövőbeni bányászati ​​úton is haladunk, az újrahasznosítás és az újrafelhasználás mindig szükséges összetevő lesz.

Egy friss tanulmány szerint a hulladék TV-kből újrahasznosított réz és arany használata költséghatékonyabb, mint az új fémek bányászata. Az Apple robotot tervezett, hogy értékes anyagokat nyerjen ki az eldobott iPhone-okból, beleértve a ritkaföldfémeket is. Daisy, a robot percenként 3,33 telefont dolgoz fel. Az Urban Mining Company (UMC) évente több tonna mágnest gyárt e-hulladékból újrahasznosított ritkaföldfémek felhasználásával. És nemrégiben mi is megírtuk, hogy az idei olimpiai aranyérmeket szintén elhasznált, elektronikus kisgépekben fellelhető aranyból, ezüstből és bronzból készítették. 

Trapp Henci
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés