Partea a III-a: Considerații privind utilizarea resurselor
În partea I și partea a II-a din această serie, am examinat câteva dintre problemele operaționale și științifice asociate cu o misiune umană către un asteroid de pe Pământ (NEO) și le-am contrastat cu operațiunile mai simple și cu întoarcerea științifică mai mare a unei misiuni pe Lună. Pentru a continua discuția despre ce am putea face la un asteroid, voi avea în vedere acum utilizarea resurselor locale oferite de asteroizi, cum diferă de cele ale Lunii și voi oferi câteva considerații practice cu privire la accesarea și utilizarea acestora.
Pentru a deveni o specie cu adevărat spațială, umanitatea trebuie să învețe cum să folosească ceea ce găsim în spațiu pentru a supraviețui și a prospera. Legat de lanțul logistic al Pământului, suntem acum și întotdeauna vom fi limitați în ceea ce privește capacitatea spațială. Scopul nostru final în spațiu este de a dezvolta capacitatea de a merge oriunde în orice moment și de a conduce orice misiune pe care ni-l putem imagina. O astfel de capacitate este de neconceput fără a putea obține provizioane din resursele găsite în afara planetei. Asta înseamnă dezvoltarea și utilizarea resurselor spațiului pentru a crea noi capacități.
Unul dintre presupusele beneficii ale destinațiilor de asteroizi este faptul că acestea sunt bogate în potențial de resurse. Aș fi de acord, punând accentul pe cuvântul „potențial”. Cel mai bun ghid al nostru asupra naturii acestor resurse vine din studiul meteoriților, care provin din asteroizi de pe Pământ. Au mai multe compoziții, cea mai frecventă fiind condrita obișnuită, care constituie aproximativ 85% din căderi de meteorit observate. Condrișurile obișnuite sunt practic roci, bogate în elementele de siliciu, fier, magneziu, calciu și aluminiu. Conțin boabe abundente de metal, compuse în cea mai mare parte din fier și nichel, dispersate pe scară largă în toată roca.
Potențialul de resurse al asteroizilor nu se află în aceste obiecte, ci în minoritatea asteroizilor care au compoziții mai exotice. Asteroizii metalici reprezintă aproximativ 7% din populație și sunt compuse din metal aproape pur de nichel, cu unele incluziuni de materiale asemănătoare cu roca ca o componentă minoră. Alte elemente siderofile (iubitoare de fier), inclusiv platina și aurul, alcătuiesc porțiuni ale acestor corpuri. Un asteroid metalic este un depozit de minere extrem de ridicat și ar putea valora miliarde de dolari dacă am fi capabili să readucem aceste metale pe Pământ, deși ar trebui să fim atenți la efectele catastrofale posibile pe piețele metalelor prețioase existente - atât de mult aur a fost produs în perioada 1849 din California Gold Gold Rush, încât prețul pe piața mondială a aurului a scăzut cu un factor de șaisprezece ani.
Din perspectiva fluxului spațial, apa are cea mai mare valoare. Un alt tip de asteroid relativ rar este, de asemenea, condrita, dar un tip special care conține carbon și compuși organici, precum și argile și alte minerale hidratate. Aceste corpuri conțin cantități semnificative de apă. Apa este una dintre cele mai utile substanțe din spațiu - susține viața umană (să bea, să o folosească ca protecție împotriva radiațiilor și să respire atunci când este fisurată în componenta sa de hidrogen și oxigen), ea poate fi folosită ca mediu de stocare a energiei (combustibil celule) și este cel mai puternic propulsor de rachete chimice cunoscut. Găsirea și utilizarea unui NEO bogat în apă ar crea un depozit logistic de o imensă valoare.
Un avantaj esențial al asteroizilor pentru resurse este un dezavantaj ca mediu operațional - acestea au o gravitate superficială extrem de mică. Intrarea și ieșirea din greutatea gravitației Lunii necesită o schimbare a vitezei de aproximativ 2380 m / s (ambele sensuri); Pentru a face același lucru pentru un asteroid tipic este nevoie de doar câțiva metri pe secundă. Aceasta înseamnă că o sarcină utilă lansată de la un asteroid, mai degrabă decât Luna, economisește aproape 5 km / s în delta-v, o cantitate substanțială de energie. Deci, din perspectiva energiei, asteroizii bat Luna ca sursă de materiale.
Există, totuși, unele dificultăți în exploatarea minieră și utilizarea materialului asteroid în comparație cu resursele lunare. În primul rând este natura materiei prime sau „minereului”. Am descoperit recent că apa la stâlpii Lunii nu este prezentă doar într-o cantitate enormă (zeci de miliarde de tone), ci este și într-o formă care poate fi folosită cu ușurință - gheaţă. Gheața poate fi transformată într-un lichid pentru prelucrare ulterioară la costuri energetice minime; dacă regita glaciară de la poli este încălzită la peste 0 ° C, gheața se va topi și apa poate fi colectată și depozitată. Apa din condritele carbonace este legată chimic în structurile minerale. Sunt necesare cantități semnificative de energie pentru a rupe aceste legături chimice pentru a elibera apa, cu cel puțin 2-3 ordine de mărime mai multă energie, în funcție de faza minerală specifică procesată. Așadar, extragerea apei dintr-un asteroid, prezentă în cantități de câteva procente până la câteva zeci de procente, necesită energie semnificativă; apa-gheata de la stalpii Lunii este prezenta intr-o abundenta mai mare (pana la 100% in anumite cratere polare) si este deja intr-o forma usor de procesat si de utilizat.
Prelucrarea materialelor naturale pentru extragerea apei are multe etape detaliate, de la achiziția materiei prime la trecerea materialului prin fluxul de prelucrare la colectarea și depozitarea produsului derivat. În fiecare etapă, separat de obicei o componentă de alta; gravitația servește acest scop în majoritatea prelucrărilor industriale. O dificultate în procesarea resurselor de asteroizi va fi fie să concepe tehnici care nu necesită gravitație (inclusiv fenomene conexe, cum ar fi convecția termică) sau să creeze un câmp gravitațional artificial pentru a se asigura că lucrurile se mișcă în direcțiile corecte. Oricare dintre abordări complică procesul de extragere a resurselor.
Distanța mare față de Pământ și accesibilitatea slabă a asteroizilor față de Lună, funcționează împotriva extragerii și procesării resurselor. Vizitele umane la NEO-urile vor avea o durată scurtă și, deoarece întârzierile radio ale asteroizilor sunt la ordinul minutelor, nu va fi posibilă controlarea directă a procesării. Sistemele robotizate pentru minerirea asteroizilor trebuie să fie proiectate pentru a avea un grad mare de autonomie. Acest lucru poate deveni posibil, dar în prezent nu avem suficiente informații despre natura materiei prime asteroidale pentru a proiecta sau chiar a preconiza utilizarea unui astfel de echipament robotizat. Mai mult, chiar dacă am înțeles pe deplin natura depozitului, exploatarea și prelucrarea sunt activități extrem de interactive pe Pământ și vor fi astfel în spațiu. Cea mai mică anomalie sau greșeală poate determina întreruperea fluxului de procesare și în operațiunile la distanță, va fi dificil să diagnosticați și să remediați problema și să o reporniți.
Problema de accesibilitate reduce și resursele asteroidale. Nu putem merge la un asteroid dat în voie; lansează ferestrele deschise pentru perioade foarte scurte și sunt închise de cele mai multe ori. Acest lucru afectează nu numai accesul nostru la asteroid, dar și scurtează perioadele de timp în care putem pleca obiectul pentru a ne întoarce produsele în spațiul apropiat de Pământ. În schimb, putem merge în și de la Lună în orice moment, iar apropierea ei înseamnă că este posibilă controlul și răspunsul la distanță aproape instantanee. Dificultățile controlului de la distanță pentru activitățile asteroizilor au determinat unii să sugereze că concepem o modalitate de „remorcare” a corpului pe orbita Pământului, unde poate fi dezagregat și prelucrat în timpul liber. Mă înfioresc să mă gândesc la a fi repartizat să scrie impactul asupra mediului (dacă veți ierta expresia) declarația pentru acea activitate.
Deci, unde ne lasă asta în legătură cu accesul și utilizarea resurselor spațiale? Utilizarea resurselor de asteroizi are potențial, dar având în vedere nivelurile tehnologice actuale, perspective incerte de succes. Asteroizii sunt greu de accesat, au perioade scurte de vizită pentru călătorii dus-întors, medii de lucru dificile și randamente incerte ale produsului. Asteroizii au o gravitație scăzută pentru ei. În schimb, Luna este aproape și are materialele dorite în forma de care avem nevoie. Luna este ușor accesibilă în orice moment și este posibilă pentru operațiuni la distanță controlate de pe Pământ în timp aproape real. Perspectiva mea este că are cel mai mult sens să mergi mai întâi pe Lună și să înveți tehnicile, dificultățile și tehnologia pentru utilizarea resurselor planetare prin fabricarea de propulsor din apa lunară. Aproape fiecare pas al acestei activități - de la prospectare, prelucrare și recoltare - ne va învăța cum să exploatăm și să prelucrăm materialele din viitoarele destinații, atât corpuri de dimensiuni minore, cât și de dimensiuni planetare. Utilizarea resurselor are o comunitate a tehnicilor și echipamentelor, cerința de a muta și de a lucra cu materiale sub formă de particule și capacitatea de a purifica și depozita produsele. Învățarea cum să accesați și să procesați resursele pe Lună este o abilitate generală care se transferă în orice destinație spațială viitoare.
A existat un motiv pentru care Luna a fost prima noastră destinație în viziunea inițială pentru explorarea spațială. Este aproape, este interesant și este util. Înființarea unui punct de plecare pe Lună deschide spațiul cislunar pentru accesul și dezvoltarea de rutină. Ne va învăța abilitățile unui popor care se află într-un spațiu. Are sens să mergi mai întâi acolo și să creezi un sistem de transport spațial permanent. Odată ce avem asta, obținem orice altceva.
Destinație: Lună sau Asteroid?
Partea I: Considerații operaționale
Partea a II-a: Considerații științifice
destinația era încă un sat liniștit.
În 1979, un englez în vârstă de 28 de ani pe nume Graham Mackintosh a vizitat America. S-a întors spre vest spre California și, dintr-un capriciu, a alunecat spre sud peste graniță. El a fost uimit de ceea ce a văzut, un pământ sălbatic de soare, nisip și mare care i-ar schimba dramatic viața: Baja California. Mackintosh a petrecut o lună aici doar cu un rucsac și, pentru început, 150 de dolari. Făcu autostopul și mergea și se duse la sud, până la Cabo San Lucas. Localnicii mexicani l-au uimit cu ospitalitatea lor, în timp ce peisajul neplăcut și nedezvoltat i-a surprins imaginația ca niciun loc înainte.
„Ce-ar fi peste munții ăștia, aș întreba”, a scris mai târziu Mackintosh într-o memorie de călătorie Into a Desert Place . „„ Nimic ”, a fost răspunsul obișnuit.
Mulți aventurieri au primit acest răspuns la aceeași întrebare - dar aventurierii știu mai bine. Mackintosh s-a întors acasă. A ocupat o slujbă de predare, și-a petrecut serile la cârciumă, a avut câteva flăcări romantice - dar nu a putut uita Baja și munții acești îndepărtați. În cele din urmă, a ciocnit totul, abandonând calea vieții pe care cei mai mulți dintre noi o urmăm pentru a merge uluitor după un vis. S-a întors în Baja. El a luat un rucsac, o tijă de pescuit, un cort, alte câteva necesități și chiar o îngrijire inteligentă pentru a transforma apa de mare proaspătă - și a început să meargă. În cele din urmă, Mackintosh ar putea urmări pe jos întreaga coastă a peninsulei - 3.000 de mile - în timp ce s-ar fi îndrăgostit în întregime de pământul, marea aflată în abur și oamenii din regiune.
Astăzi, în multe case de vacanță gringo, pe o plajă din Baja California, cartea lui Mackintosh Into a Desert Place se află pe raft. A devenit ceva clasic de cult în comunitatea de expați. Chiar și în comunitatea mexicană, Mackintosh este legendar. În lagărele de pescuit îndepărtate și rustice de-a lungul țărmului, câțiva dintre pescarii mai în vârstă își mai aduc aminte de un englez cu păr roșu, care a călcat în urmă cu 30 de ani, cerând apă din fântână, refuzând cu drag invitațiile de a rămâne noaptea și, în cele din urmă, a dispărut în jurul următorul punct.
Un tânăr Mackintosh gâdilă cu pescari comerciali într-una din numeroasele tabere de-a lungul țărmului Baja.
Astăzi Mackintosh locuiește în San Diego și a scris patru cărți despre călătoriile sale prin peninsulă. Se întoarce în Baja în mod regulat pentru a tabara sălbatic și pentru a se bucura de aceleași peisaje și stele pe care oamenii le-au făcut cu secole înainte. La fel ca mii de călători, el iubește în continuare Baja California ca niciun alt loc, chiar dacă unele părți ale acestuia s-au schimbat dramatic în ultimele trei decenii. Am vorbit cu Mackintosh la începutul acestei săptămâni despre Baja de azi și Baja astăzi.
„Îmi amintesc de Cabo în 1979”, spune el. „A fost un sat și tocmai am făcut camping pe plajă. Nu cred că ai putea face asta astăzi.
Cabo San Lucas, la extremitatea sudică a peninsulei, a explodat într-un stup de mall-uri strălucitoare, stațiuni inestetice, baruri de cocktailuri și terenuri de golf egregi. Mulți călători construiesc așa-numitele aventuri în jurul unor locuri precum Cabo, dar Mackintosh nu mai vizitează pelerina Baja.
„Este o tragedie”, spune el. „Nu este adevăratul Baja de care m-am îndrăgostit. Nu mă duc la Baja să merg la cumpărături sau să stau la hoteluri. Există aventuri de pretutindeni și cel mai mult implică să nu vezi pe nimeni. ”
El evită, de asemenea, răsfățuri similare, care s-au răspândit ca infecții la mai multe puncte fierbinți de-a lungul coastei Mării Cortez, inclusiv plajele de la sud de La Paz, în jurul orașului Loreto, la 150 de mile nord și în apropierea orașului din nordul golfului San Felipe.
„Dar totuși te poți pierde acolo”, spune Macktintosh.
Una dintre cele mai recente aventuri ale autorului a fost luna pe care a petrecut-o pe Isla Angel de la Guarda, Insula Guardian Angel. Cu 50 de galoane de apă, a făcut o plimbare cu barca spre insulă, a făcut o tabără de bază și s-a considerat el însuși marumit. Uneori, Mackintosh speculează, el a fost singura persoană de pe piatra de 42 de mile de 10 de stâncă și, timp de trei săptămâni întregi, nu a văzut un suflet. El a spus, spune el, să petreacă o săptămână cu compania - braconierii care au ținut activități de pescuit și au stocat cutii de gheață uriașe cu homar, broaște țestoase, tot felul de pești și diverse nevertebrate aflate în fund destinate piețelor asiatice.
„Acești tipi sunt un dezastru ecologic, dar cei mai frumoși oameni”, spune Mackintosh. El a colindat cu pescarii ilegali și a asistat chiar la schimburi suspecte de la miezul nopții între ei și alte persoane care și-au motivat skiff-urile pe plajă și au „zgâlțâit și au bătut bagajele în preajmă un timp înainte de a pleca.” Nu trebuie să li se pună întrebări despre o astfel de activitate în Baja, unde traficul de droguri este o profesie pentru mulți, iar Mackintosh arăta în alt mod. Își descrie timpul pe insulă în cea mai recentă carte a lui Marooned With Very Little Beer.
În 1997, lipsa de bere nu a fost o problemă pentru Mackintosh. A primit un sponsorizare de la compania de bere Tecate și, cu un burro pe nume Misión pentru un însoțitor și purtător de bere, a mers pe coloana vertebrală a peninsulei, vizitând multe dintre vechile biserici ale misiunii spaniole din Baja de-a lungul drumului. Munții Baja sunt un alt fel de experiență decât coasta. Rătăcitorul găsește ranchiuri și cowboy-uri îndepărtate în pălării și haine în loc de lagărele de pește cruste și pescarii fără cămașă în sandale. Apa rămâne cea mai mare deficiență, dar este ușor de obținut în orice locație locuită. De obicei, este extras din fântâni și este clar ca Lacul Tahoe și la fel de sigur să bea ca cea mai curată apă de la robinet.
Misiunile lui Baja pot fi experiențe spirituale, indiferent dacă una este evlavioasă sau nu. Câteva sunt situate în oaza uimitoare, canioane de palmieri, mango, avocado și smochine, iar clădirile vechi sunt niște sanctuare frumoase, răcoroase și silențioase în timp ce soarele aprins străpunge țara chiar dincolo de jungla imediată. Mersul în misiune al lui Mackintosh ar fi punctul central al celei de-a doua cărți a sa, Călătorie cu un Baja Burro.
Între 2003 și 2005, mi-am dezvoltat propria relație cu Baja. Am mers pe coasta sălbatică, am făcut autostrăzi de-a lungul drumurilor murdare, am trăit în mare parte din peștii speriați și, în multe locuri, am pășit cu siguranță pe urmele lui Mackintosh. Unii au întrebat chiar dacă eu sunt el. Am petrecut 10 luni în toate rucsacurile din Baja California și am fost mișcat de aceeași frumusețe, ospitalitate și singurătate care l-au afectat atât de mult pe Mackintosh cu 20 de ani înainte. În timp ce își amintește acea primă vizită din 1979, Mackintosh ar putea la fel de bine să povestească impresiile altor mii de drumeți, caiacari și bicicliști care au fost vrăjiți de Baja sălbatică.
„Am făcut toate aceste călătorii grozave cu oameni interesanți, fie în mașini, bărci sau avioane, iar oamenii m-au invitat să pescuiesc și am avut sărbători de homar pe plajă și puteam tabăra oriunde sub aceste stele uimitoare și m-am gândit:„ Acesta este paradisul ”, îmi spune el. „Când eram singur în deșert era ca o experiență religioasă. Nu a fost deloc înfricoșător și a fost mult mai bun decât ceea ce mă întorceam acasă. M-am simțit atât de liber, de parcă aș putea doar să mă apuc de un măgar și să merg pe jos în apusul soarelui și să mă bucur de acest loc așa cum trebuia. ”
Și din fericire, dincolo de capcanele turistice globalizate, el poate încă. Toți putem.
