Как стать автором
Поиск
Написать публикацию
Обновить

Космос становится всё более привлекательным местом для добычи полезных ископаемых. Возможности и перспективы

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров4.5K
Всего голосов 11: ↑9 и ↓2+17
Комментарии40

Комментарии 40

с началом космической добычи произойдёт обвал цен на товары и на глобальную экономику в целом

Отрицательный обвал разве что.

Кроме того, на данный момент затраты на доставку ресурсов из космоса в несколько раз (вернее, в несколько десятков раз) превышают стоимость этих ресурсов. Но с течением времени цены падают.

Ну. Зачем тогда бояться обвала рынка ископаемых? Проведем моделирование. Ресурс на земле истощился, цена на него поднялась - стало выгодно построить летающую добывалку ресурса с астероида. Она улетела, поработала, отослала контейнер ресурса на землю. На земле цены на рынке немного упали из за такого "вброса", и космическая добыча опять становится невыгодной, колупалке астероидов приказывают встать на паузу. Потом ресурс на земле опять истощается (кончается тот контейнер), опять становится выгодно добывать - ковырялку опять включают и привозят новый ящик ресурса. Вот такая вот синусоида, пилообразная. В итоге цена ресурса в среднем будет равняться его добыче на астероиде, и не больше. Дорого ли это? Ничуть нет, если на земле ресурс уже весь добыт.

Добыча "космической колупалкой" выгодна до тех пор, пока ее стоимость обслуживания не превысит стоимость добытых полезный ископаемых. А при наличии двух и более конкурирующих "колупалок" искусственно останавливаться надолго никто не будет. Это как с добычей нефти на Земле.

отослала контейнер ресурса на землю

Вот тут можно поподробней? С Луны контейнер ресурса можно разогнать электромагнитной катапультой (соляризация позволяет такие затраты энергии), и тормозной импульс, чтобы контейнер не сгорел в атмосфере, потребуется небольшой. На астероиде потребуются годы, чтобы накопить энергию, достаточную для разгона контейнера, масса которого способна хоть немного повлиять на рынок Земли. Все же скорость движения по орбите Земли ~30 км/с, а в поясе астероидов она ~20 км/c. А значит и разгон потребуется на ~10 км/с против 1.6 км/с на Луне. Ну пусть даже 7 км/с с гравитационным маневром у Марса. Тоже не мало. Или через Юпитер слать, дожидаясь этого контейнера годами и с возможностью отправить его раз лет в 20, чтобы астероид, Юпитер и Земля оказались в нужной синхронизации.

Так что боюсь, в обозримом будущем, даже несколько тонн родия из пояса астероидов доставлять на Землю не будет выгодно. А вот с Луны - совсем другое дело.

Про более дорогие калифорний-252 или осмий-187 речь не веду, так как они получаются только искусственно и на астероидах их нет. А вот на Луне, из-за более сильной солнечной радиации, они вполне могут быть.

Меня тоже удивляет эта тема с астероидами. Рядом висит здоровенный булыжник, набитый всеми ресурсами.

Может проблема в том, что Луна рядом и все будет подконтрольно и на виду? А астероиды далеко, делай что хочешь. Частные шахтерские колонии, экономия на всем, свои законы... В общем "Экспансия" в чистом виде. Пусть и в далеком будущем.

Луну нужно бурить, копать. Возможно, глубоко. Она покрыта пылью, которая будет портить механизмы. А среди астероидов предполагается найти те, где ценное уже на поверхности. И, в некоторых случаях его можно забрать целиком.

Намного дешевле пробурить Луну хоть насквозь, чем доставлять грузы с астероидов. С пылью проблема общая, как для астероидов, так и для Луны. Она будет возникать при любом способе добычи.

Даже если взять чуть ли самый перспективный для промышленной добычи ископаемых Нерей (23.6 км/с), затраты топлива на доставку грузов с него в 16 раз выше, чем с Луны.

Намного дешевле пробурить Луну хоть насквозь, чем доставлять грузы с астероидов.

Вы не правы. Доставить околоземный астероид на близкую к лунной орбиту возможно уже сейчас, и относительно недорого.

Даже если взять чуть ли самый перспективный для промышленной добычи ископаемых Нерей (23.6 км/с), 

С чего вы взяли, что он самый перспективный?

Доставить околоземный астероид на близкую к лунной орбиту возможно уже сейчас, и относительно недорого.

Пруф? Вы точно не из будущего?

С чего вы взяли, что он самый перспективный?

По расчетам NASA во время разработки программы NEAR Shoemaker для Нерей получался минимальный ΔV, 5,05 км/с. Но в итоге был выбран Эрос, так как Нерей слишком мал размером и не столь интересен, как объект исследования.

Данная работа как раз и дает ответ, что технически наиболее важные ограничения масса (до 500 тонн) и ∆V. "require a ∆V for return of less than ~200 m/s"

Но NASA, как я уже писал выше, смогло обнаружить астероид с минимумом ∆V только 5,05 км/с, что 25 раз больше максимума в статье и требует в 625 раз больше энергии на выравнивание скоростей.

Данная работа как раз и дает ответ, что технически наиболее важные ограничения масса (до 500 тонн)

Это не так. Вот цитата: "Because there are many known but uncharacterized NEAs, it is possible to find a few small objects
with orbits similar enough to Earth’s to return large (~1000 t) masses". Масса "до пятисот тонн" выбрана из соображений способности

"require a ∆V for return of less than ~200 m/s"

Да, но это не та ∆V, на которую вы ссылались. 200 м/с на гелиоцентрической орбите могут изменить траекторию на миллионы километров. У вас же ∆V, необходимая для полёта к астероиду и возвращения, а в данном случае речь идёт о ∆V, достаточной для того, чтобы подставить астероид под гравитационный манёвр. Например, однократный гравитационный манёвр у Луны может изменить скорость астероида на 1,6 км/с, а проект предусматривает каскад гравитационных маневров...

И, наконец, надо иметь в виду, два обстоятельства. Во первых, это довольно скромный аппарат, массой всего 17 тонн, предназначенный для демонстрации технологии и пригодный для запуска на Атласе-5. Никто не запрещает построить аппарат большей массы и запускать на Фальконе Хэви или New Glenn. А, во вторых, для добычи ресурсов не имеет особого значения масса единичного астероида, важно регулярная и планомерная подача сырья. Даже для крупнейших домн, производительностью миллионы тонн чугуна, руда и кокс поступают вагонами по шестьдесят тонн.

Доставлять даже не надо - они сами там пролетают. Проблема в другом - изменить его скорость. Есть правда ненулевая вероятность, что он сам остановится об поверхность Земли, возможно даже рядом с центрами потребления полезных ископаемых, но этому никто не рад

 Все же скорость движения по орбите Земли ~30 км/с, а в поясе астероидов она ~20 км/c.

Обычно когда говорят о добыче ресурсов на астероиде речь идет не об астероидах главного пояса, а об околоземных. некоторые из них ближе луны проходят.

А там не сильно легче. Я уже указывал выше наиболее удобный Нерей. Орбитальная скорость 23.6 км/с. Но у него такая орбита, что гравитационным маневром грузы разгонять вообще не получится. Получаем 6.4 км/с разницы в скорости. В четыре раза больше, чем для Луны. А значит затрат энергии (читай топлива) в 16 раз больше. Вот такая вот простая математика.

Ответ прост - значит Нерей вовсе не "наиболее удобный".

С точки зрения стоимости полета к нему сейчас - самый удобный. С остальными еще хуже.

Простите, нам надо лететь к нему или добывать ресурсы? Это очень разные вещи. Вы, похоже, не в курсе обсуждаемой темы.

Какая разница? Хоть туда, хоть обратно минимальная ΔV с Землей у Нерей. Для остальных астероидов ΔV больше.

ΔV безусловно, важная характеристика. Однако ещё в 2012 году был проект перенаправления околоземного астероида на орбиту, близкую к лунной: https://kiss.caltech.edu/final_reports/Asteroid_final_report.pdf

Потом этот проект стал одним из вариантов программы Обамы о полёте к астероиду, так что об этом надо бы знать. Суть в том, что у Земли есть Луна, и возможно, незначительно меняя орбиту околоземного астероида подставить его под каскад гравитационных манёвров в системе четырёх тел - Солнце, Земля, Луна и сам астероид. Поэтому сама по себе ΔV ничего, в данном случае, не решает.

Только что выше ответил цитатой из этого файла:
"require a ∆V for return of less than ~200 m/s"

Неизвестны такие астероиды.

Иными словами, ссылаясь на проект "перенаправления" астероида, сделанный для НАСА, в котором рассматриваются для примера три астероида, вы говорите, что пригодных для перенаправления астероидов не существует? Подумайте ещё раз.

Только что выше ответил вам. 200 м/с не та ∆V, на которую вы ссылаетесь.

Все же скорость движения по орбите Земли ~30 км/с, а в поясе астероидов она ~20 км/c.

Вы забыли про околоземные астероиды разных размеров, которых много, и орбиты которых сближаются или пересекают земную орбиту. Их как раз можно "доставить" на околоземную орбиту для переработки.

А ещё вы забыли про то, что ресурсов на Луне много, но вот их разнообразие желает ждать лучшего. В углистых хондридах до 20% воды, ещё 20% летучих веществ, в остатке углерод, всё это на Луне редкость.

Вы забыли про околоземные астероиды разных размеров, которых много, и орбиты которых сближаются или пересекают земную орбиту.

Все тоже самое. Разница их орбитальных скоростей с орбитальной скоростью Земли от 6.4 км/c у Нерея. 10 км/с - в среднем. Как раз наоборот, с тех которые подальше есть шансы раз лет 20-30 недорого доставлять грузы, используя гравитационный маневр вокруг Юпитера.

С Луны грузы можно доставлять относительно не дорого:

  1. Солнечной энергии там на порядки больше, чем в поясе астероидов

  2. Есть в наличии водород, кислород, азот, алюминий, железо и хлор, которые можно использовать для тормозных твердотопливных двигателей.

  3. Достаточно места и материалов для строительства электромагнитной катапульты

  4. Есть возможность содержать почти полностью обеспечивающую себя базу для обслуживающего персонала. Роботы ведь тоже ломаются и требуют обслуживания.

С астероидами все намного хуже:

  1. Огромные энергетические затраты на торможение у астероида, так как никаких объектов для гравитационного торможения рядом нет

  2. Неизвестно, есть ли вообще астероиды, содержащие все необходимые элементы хотя бы для топлива тормозных двигателей.

  3. Применение электромагнитной катапульты под вопросом, так как импульсы от нее могут влиять на орбиту астероида.

Иными словами, колонизация Луны, потенциально, возможна. Колонизация астероидов - очень маловероятна.

Гм, а не имеет смысла собственно в Луну эти астероиды и фигачить? Населения дале с потенциальной колонией- нифига, кидай куда хочешь, атмосферы, которая часть энергии столкновения размажет по окрестностям, тоже нет, кратером больше, кратером меньше. Зато потом- лепота: вот тебе запас ценных минералов хоть для самой лунной колонии, хоть для Земли, колупай потихоньку и всё. Единственный нюанс- как прогнозируемо менять орбиту астероида не слишком большими усилиями.

Зафигачил астероид, потом подождал, пока оно остынет где-то несколько тысяч лет, и ковыряй, с глубины в несколько километров...

Так, что ли?

А если подгонять астероид к Земле и тормозить его об Луну? Точнее _в_ Луну. Нужен будет импульс для вывода его с орбиты в поясе астероидов и задания направления в сторону Земли. А там "прицелиться" в Луну. Думаю, можно подгадать условия для того, чтобы он прилунился как можно мягче, плюс, на подлете отправить к нему навстречу пару-тройку кораблей с тормозными двигателями. А после прилунения его уже можно спокойно расковыривать.

Естественно, это сработает только с небольшими астероидами.

На Луне несколько миллионов кратеров. Каждый - это астероид (хотя возможно и кометы есть)

Бури, исследуй, добывай. Зачем еще один?

Проблема в том, что после импакта там струдно что то собрать - часть испарится, раскидает на тыщщи километров, часть уйдет на глубину, часть расплавится и растечется по трещинам.

Видите - вы сами и ответили на свой вопрос...

я к тому, что ловить астероид и парковать его на Луну - скорее всего бесполезно

А его никто и не собирается парковать на Луну. "Парковать" его собираются на орбиту, сходную с лунной (cis lunar space, упрощённо "окололунное пространство").

я вообще то отвечал на комент maximtkachev .

"прицелиться" в Луну и припарковать"

А я ответил вам, потому, что идея прятать астероид в Луне на глубине километров - идея так себе.

Все эти рассуждения о добыче в космосе и последующей транспортировке каких-то полезных ископаемых на Землю являются фантастикой, причем в наше время это даже не научная фантастика.

Во первых откуда вообще следует что в составе астероидов есть что-то полезное в концентрированном виде? Более того, очевидно что это не так, т.к. процессы, приводящие к обогащению теми или иными минералами, там не происходят. А вот на Земле таких процессов множество.

И во вторых это огромные энергетические затраты на осуществление транспортных операций. Если человечеству станет доступно столько дешевой энергии, то ресурсы планеты будут неисчерпаемы ни за какой разумный промежуток времени.

Единственное для чего может потребоваться разработка ресурсов в космосе это их использование прямо там на месте добычи, чтобы не поднимать их с поверхности Земли. Это может потребоваться только при осуществлении каких-то крупномасштабных проектов в космосе или на поверхности Луны или Марса. А вот нужны ли вообще такие проекты это очень большой вопрос.

Все эти рассуждения о добыче в космосе и последующей транспортировке каких-то полезных ископаемых на Землю являются фантастикой, причем в наше время это даже не научная фантастика.

На этих идеях основан, например, проект "перенаправления" околоземного астероида и последующего пилотируемого полёта к нему из космической программы времен Обамы "Гибкий путь".

Во первых откуда вообще следует что в составе астероидов есть что-то полезное в концентрированном виде? Более того, очевидно что это не так, т.к. процессы, приводящие к обогащению теми или иными минералами, там не происходят. А вот на Земле таких процессов множество.

В составе углистых хондридов, например, 20% воды, ещё 20% летучих веществ, что можно использовать как сырьё для топлива и реактивной массы, кремний, никель и т.д. В оставшемся шлаке - углерод, необходимый для оранжерей. Ценность астероидного материала, прежде всего, не в цене, а в том, что его не надо доставлять с Земли.

И во вторых это огромные энергетические затраты на осуществление транспортных операций.

Ещё раз повторю - астероидный материал позволяет экономить именно транспортные расходы на его доставку.

Это может потребоваться только при осуществлении каких-то крупномасштабных проектов в космосе или на поверхности Луны или Марса. А вот нужны ли вообще такие проекты это очень большой вопрос.

Это как раз не вопрос.

Может и фантастика. Но многие стартапы заработали кучу денег не доводя идею до реального воплощения, причем довольно быстро. Презентация - инвестиции - разработка чего то - еще презентация - продажа акций или самого стартапа... Профит!

Это работает только если у стартапа показались перспективные выходы в прибыль.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий