Wie die Erde enthalten Planetenkörper wie Mond, Mars, Asteroiden und Kometen riesige Reserven an wertvollen Ressourcen. Dies hat die Aufmerksamkeit von Forschern und Industriellen gleichermaßen auf sich gezogen, die hoffen, sie eines Tages abbauen zu können, um die Weltraumwirtschaft zu unterstützen. Es wird jedoch eine schwierige Aufgabe sein, irgendeine Art von außerirdischer Bergbauindustrie zu schaffen. Mal sehen, was Menschen in diesem Bereich im Weltraum begegnen werden.
Nutzung von Ressourcen vor Ort
Wenn Sie an außerirdischen Bergbau denken, stellen Sie sich wahrscheinlich vor, Materialien aus verschiedenen Körpern im Weltraum zu extrahieren und sie zur Erde zu liefern. Dies ist jedoch wahrscheinlich nicht das erste kommerziell tragfähige Beispiel. Wenn wir eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond aufbauen wollten, wie es die NASA vorschlägt, müssten wir den Vorrat an dort lebenden Astronauten auffüllen. Ressourcen wie Wasser können nur bis zu einem gewissen Grad recycelt werden.
Gleichzeitig ist der Start von Ressourcen von der Erde sehr teuer. Ab 2018 kostete es etwa 1 US-Dollar, 2400 kg Material in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen, und noch mehr, um höher oder zum Mond zu starten. Es ist wahrscheinlich, dass im Weltraum abgebaute Materialien im Weltraum verwendet werden, um diese Kosten zu sparen. Das lokale Sammeln der notwendigen Materialien wird als "lokale Ressourcennutzung" bezeichnet. Es kann alles umfassen, vom Abbau von Eis bis zum Sammeln von Erde für Gebäudestrukturen. Die NASA untersucht derzeit die Möglichkeit, mithilfe des 3D-Drucks Gebäude auf dem Mond zu bauen.
Space Mining kann auch die Steuerung von Satelliten verändern. Gemäß der bestehenden Praxis verlassen Satelliten die Umlaufbahn nach 10 bis 20 Jahren, wenn ihnen der Treibstoff ausgeht. Eines der Hauptziele von Raumfahrtunternehmen wie Orbit Fab ist die Entwicklung eines Satellitentyps, der mit im Weltraum gesammeltem Treibstoff betankt werden kann.
Welche Ressourcen gibt es?
Wenn es um Bergbaumöglichkeiten außerhalb der Erde geht, gibt es mehrere Ressourcen, die sowohl nützlich als auch reichlich vorhanden sind. Einige Asteroiden enthalten riesige Mengen an Eisen, Nickel, Gold und Metallen der Platingruppe, die im Bauwesen und in der Elektronik verwendet werden können. Der Mond-Regolith (Gestein und Erde) enthält Helium-3, das in Zukunft zu einer wertvollen Ressource werden könnte, wenn die Kernfusion realisierbar und weit verbreitet ist. Das britische Unternehmen Metalysis hat ein Verfahren entwickelt, das dem Mond-Regolith Sauerstoff entziehen kann.
Es wird erwartet, dass Eis auf der Oberfläche des Mondes in dauerhaft beschatteten Kratern in der Nähe seiner Pole existiert. Wissenschaftler glauben auch, dass Eis unter der Oberfläche von Mars, Asteroiden und Kometen existiert. Es kann zur Unterstützung des Lebens verwendet oder in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt und als Brennstoff verwendet werden.
Wie werden wir Mineralien im Weltraum abbauen?
Einige Off-Earth-Mining-Vorschläge ähneln dem On-Earth-Mining. Zum Beispiel können wir Mond-Regolith mit einem Bagger abbauen oder einen Asteroiden mit einer Tunnelbohrmaschine abbauen. Andere Vorschläge sind ungewöhnlich – zum Beispiel die Verwendung einer Vakuummaschine, um Regolith durch ein Rohr zu ziehen.
Forscher der University of Sydney, New South Wales und der Australian National University schlagen den Einsatz von Biomining vor. In diesem Fall verbrauchen Bakterien, die zum Asteroiden transportiert werden, bestimmte Mineralien und setzen Gas frei, das von der Sonde gesammelt werden kann.
Welche Probleme bleiben?
Die am Australian Centre for Space Engineering Research der UNSW durchgeführten Arbeiten befassen sich mit der Suche nach Wegen zur Reduzierung von Risiken in der Raumfahrtindustrie. Natürlich gibt es viele technische und wirtschaftliche Probleme. Die gleichen Anlaufkosten, die viele begierig darauf machen, mit dem Bergbau außerhalb der Erde zu beginnen, bedeuten auch, dass der Transport von Bergbauausrüstung in den Weltraum teuer sein wird. Um kosteneffektiv (oder sogar machbar) zu sein, muss der Bergbaubetrieb so leicht wie möglich sein.
Außerirdischer Bergbau muss weitgehend automatisiert oder ferngesteuert werden, angesichts der zusätzlichen Herausforderungen, Menschen in den Weltraum zu schicken, wie z. B. die Notwendigkeit von Lebenserhaltung, Vermeidung von Strahlung und zusätzliche Startkosten. Aber auch Mining-Systeme auf der Erde sind noch nicht vollständig automatisiert. Bevor Sie mit dem Bergbau auf Asteroiden beginnen, müssen Sie die Robotik verbessern.
Obwohl Raumfahrzeuge mehrmals auf Asteroiden gelandet sind und sogar Proben entnommen haben, ist unsere Gesamterfolgsquote für Landungen auf Asteroiden und Kometen gering.
Hinzu kommen Umweltaspekte. Weltraumbergbau kann dazu beitragen, die Bodenschätze der Erde zu reduzieren. Dies ist jedoch der Fall, wenn der Bergbau außerhalb der Erde zu einer Verringerung und nicht zu einer Erhöhung der Anzahl der Raketenstarts führt oder wenn die Ressourcen zur Erde zurückgebracht und dort verwendet werden.
Während das Ernten von Ressourcen im Weltraum bedeuten kann, dass sie nicht von der Erde aus gestartet werden müssen, werden mit der Entwicklung der Weltraumwirtschaft unweigerlich weitere Starts stattfinden. Darüber hinaus stellt sich die Frage, ob die vorgeschlagenen Mining-Methoden in der Weltraumumgebung funktionieren werden. Unterschiedliche Planetenkörper haben unterschiedliche Atmosphären (oder deren Fehlen), Schwerkraft, Geologie und elektrostatische Umgebungen (zum Beispiel kann der Boden aufgrund von Partikeln von der Sonne elektrisch geladen sein).
Wie sich diese Bedingungen auf außerirdische Operationen auswirken werden, ist noch nicht bekannt.
Obwohl dies erst der Anfang ist, entwickeln eine Reihe von Unternehmen derzeit Technologien für den extraterrestrischen Bergbau, die Weltraumforschung und andere Nutzungen des Weltraums.
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