Osa III: Resurssien käyttöä koskevat näkökohdat
Tämän sarjan I ja II osassa tarkastelin joitain operatiivisista ja tieteellisistä kysymyksistä, jotka liittyvät ihmisen lähestymistapaan lähellä Maata olevaan asteroidiin (NEO) ja vastustin niitä yksinkertaisemmilla operaatioilla ja suuremmalla tieteellisellä palautuksella missioon Kuun. Jatkaakseni keskustelua siitä, mitä voimme tehdä asteroidilla, harkitsen nyt asteroidien tarjoamien paikallisten resurssien käyttöä, miten ne eroavat Kuun resursseista, ja tarjoan joitain käytännön näkökohtia niiden käyttämiseen ja käyttämiseen.
Tullakseen todella avaruudelle kaukaisiksi lajeiksi ihmiskunnan on opittava käyttämään avaruudessa löytämäämme selviytyäkseen ja menestyäkseen. Sidottuina Maan logistiikkaketjuun, olemme nyt ja aina rajoitetusti avaruuskapasiteetissa. Tärkein tavoitteemme avaruudessa on kehittää kyky mennä minne tahansa milloin tahansa ja suorittaa kaikki tehtävät, joita voimme kuvitella. Tällaista kykyä ei voida ajatella ilman, että voitaisiin saada varoja maapallon ulkopuolella löydetyistä resursseista. Tämä tarkoittaa avaruusresurssien kehittämistä ja käyttöä uusien ominaisuuksien luomiseksi.
Yksi asteroidikohteiden väitetyistä eduista on, että niillä on runsaasti resursseja. Olen samaa mieltä siitä, että korostetaan sanaan "potentiaali". Paras opas näiden luonnonvarojen luonteeseen on meteoriittien tutkiminen, jotka on johdettu lähellä Maan asteroideja. Niillä on useita koostumuksia, yleisin on tavallinen chondrite, joka muodostaa noin 85% havaituista meteoriittien putouksista. Tavalliset chritriitit ovat pohjimmiltaan kiviä, joissa on runsaasti alkuaineita pii, rauta, magnesium, kalsium ja alumiini. Ne sisältävät runsaasti metallijyviä, koostuen pääosin raudasta ja nikkelistä, jotka ovat hajaantuneet laajalti koko kallioon.
Asteroidien resurssipotentiaali ei ole näissä kohteissa, vaan vähemmässä asteroideissa, joilla on eksoottisempia koostumuksia. Metallisteroidit muodostavat noin 7% väestöstä ja koostuvat melkein puhtaasta rauta-nikkelimetallista, jossa on joitain kivimaisen materiaalin sulkeumia vähäisenä komponenttina. Muut siderofiiliset (rautaa rakastavat) elementit, mukaan lukien platina ja kulta, muodostavat jäljennöksiä näistä kappaleista. Metalli-asteroidi on erittäin korkealaatuinen malmitalletus, joka saattaa olla miljardien dollarien arvoinen, jos pystyisimme saamaan nämä metallit takaisin maan päälle, vaikka on kuitenkin pidettävä mielessä mahdolliset katastrofaaliset vaikutukset olemassa oleviin jalometallimarkkinoihin - niin paljon kultaa valmistettiin vuoden 1849 Kalifornian kultapatsastuksen aikana, että kullan maailmanmarkkinahinta laski kertoimella kuusitoista.
Avaruuslennon näkökulmasta vedellä on suurin arvo. Toinen tyyppi suhteellisen harvinaisia asteroideja on myös chondrite, mutta erityinen tyyppi, joka sisältää hiiltä ja orgaanisia yhdisteitä sekä saveja ja muita hydratoituja mineraaleja. Nämä elimet sisältävät huomattavia määriä vettä. Vesi on yksi avaruuden hyödyllisimmistä aineista - se tukee ihmisen elämää (juoda, käyttää säteilynsuojana ja hengittää, kun se on murtunut komponenttiinsa vety ja happi), sitä voidaan käyttää energian varastointivälineenä (polttoaine ja se on tehokkain tunnettu kemiallinen raketin ponneaine. Vesirikkaan NEO: n löytäminen ja käyttö johtaisi logistiikkavarastoon, jolla on valtava arvo.
Resurssien asteroidien tärkein etu on toimintaympäristön haittapuoli - niiden pintapaino on erittäin pieni. Kuun painovoimasta saapuminen ja sieltä poistuminen vaatii nopeuden muutoksen noin 2380 m / s (kumpaankin suuntaan); saman tekeminen tyypilliselle asteroidille vaatii vain muutaman metrin sekunnissa. Tämä tarkoittaa, että hyötykuorma, joka laukaistiin asteroidista kuin kuusta, säästää melkein 5 km / s delta-v: ssä, huomattavan määrän energiaa. Joten energian kannalta asteroidit lyövät Kuua materiaalilähteenä.
Asteroidimateriaalin louhimisessa ja käytössä on kuitenkin joitain vaikeuksia kuunresursseihin verrattuna. Ensinnäkin raaka-aineen luonne tai ”malmi”. Olemme äskettäin havainneet, että vettä Kuun napoilla ei ole vain valtavassa määrin (kymmeniä miljardeja tonneja), vaan se on myös muodossa, jota voidaan helposti käyttää - jäätä. Jää voidaan muuntaa nesteeksi jatkokäsittelyä varten minimaalisin energiakustannuksin; Jos napoista saatava jäinen regoliitti lämmitetään yli 0 ° C: seen, jää sulaa ja vesi voidaan kerätä ja varastoida. Hiilipitoisten chritriittien vesi sitoutuu kemiallisesti mineraalirakenteisiin. Näiden kemiallisten sidosten hajottamiseksi veden vapauttamiseen tarvitaan huomattavia määriä energiaa, vähintään 2-3 kertaluokkaa enemmän energiaa prosessoitavasta mineraalifaasista riippuen. Joten veden uuttaminen asteroidista, jota on läsnä muutamasta prosentista jopa pariin kymmeniin prosentteina, vaatii merkittävää energiaa; vesijääähtävyyttä Kuun napoilla esiintyy enemmän (jopa 100% tietyissä napakraateissa) ja se on jo helppo käsitellä ja käyttää muodossa.
Luonnollisten materiaalien prosessoinnissa veden ottamiseksi on monia yksityiskohtaisia vaiheita, raaka-aineen hankkimisesta materiaalin siirtämiseen prosessivirran läpi johdetun tuotteen keräämiseen ja varastointiin. Jokaisessa vaiheessa erotamme tyypillisesti yhden komponentin toisesta; painovoima palvelee tätä tarkoitusta useimmissa teollisissa jalostuksissa. Yksi asteroidiresurssien käsittelyyn liittyvistä vaikeuksista on joko suunnitella tekniikoita, jotka eivät vaadi painovoimaa (mukaan lukien niihin liittyvät ilmiöt, kuten lämpökonvektio), tai luoda keinotekoinen painovoimakenttä sen varmistamiseksi, että asiat liikkuvat oikeisiin suuntiin. Kumpi tahansa lähestymistapa vaikeuttaa resurssien poistoprosessia.
Suuri etäisyys maapallosta ja asteroidien huono saavutettavuus Kuun suhteen estävät resurssien uuttamista ja käsittelyä. Ihmisvierailut NEO: iin ovat lyhyitä ja koska asteroidien radioviiveet ovat minuuttijärjestyksessä, käsittelyn suora etähallinta ei ole mahdollista. Asteroidien louhintaan tarkoitetut robottijärjestelmät on suunniteltava siten, että niillä on suuri autonomia. Tästä voi tulla mahdollista, mutta tällä hetkellä meillä ei ole tarpeeksi tietoa asteroidisten raaka-aineiden luonteesta tällaisten robottilaitteiden suunnittelussa tai edes kuvittelussa niiden käytöstä. Lisäksi, vaikka ymmärrämme täysin talletuksen luonteen, kaivostoiminta ja prosessointi ovat erittäin vuorovaikutteisia toimia maapallolla ja tulevat olemaan niin avaruudessa. Pienin virheellisyys tai virheellinen laskenta voi aiheuttaa koko prosessivirran hajoamisen, ja etäoperaatioissa on vaikea diagnosoida ja korjata ongelma ja käynnistää se uudelleen.
Saavutettavuusongelma vähenee myös asteroidisten resurssien suhteen. Emme voi mennä tietylle asteroidille haluamallaan tavalla; Käynnistysikkunat ovat avoinna hyvin lyhyeksi ajaksi ja ovat kiinni suurimman osan ajasta. Tämä ei koske vain pääsyämme asteroidiin, mutta myös lyhentää ajanjaksoja, jolloin voimme poistua esineestä palauttaaksemme tuotteemme maanläheiseen avaruuteen. Sitä vastoin voimme mennä kuuhun ja sinne milloin tahansa, ja sen läheisyys tarkoittaa, että melkein välitön kaukosäädin ja vaste ovat mahdollisia. Asteroiditoimintojen kauko-ohjauksen vaikeudet ovat johtaneet siihen, että suunnittelemme tapaa “hinata” ruumis maan kiertoradalle, missä se voidaan hajottaa ja käsitellä vapaa-aikana. Minun mielestäni ajattelee, että minulla on tehtävä tehtävä kirjoittaa kyseisen toiminnan ympäristövaikutuksia (jos armaat ilmaisua) lausunto.
Joten mihin se jättää meidät suhteessa avaruusresurssien saatavuuteen ja hyödyntämiseen? Asteroidivarojen hyödyntämisellä on potentiaalia, mutta ottaen huomioon nykypäivän tekniikan tasot, epävarmat menestysnäkymät. Asteroideihin on vaikea päästä, niillä on lyhyet käyntiajat edestakaisille matkoille, vaikeat työympäristöt ja epävarmat tuotemäärät. Asteroideilla on alhainen painovoima menossa heille. Sitä vastoin Kuu on lähellä ja siinä on haluamamme materiaalit tarvitsemassamme muodossa. Kuu on helposti tavoitettavissa milloin tahansa, ja sitä voidaan käyttää kauko-ohjaustoimiin, joita Maan hallitsema on melkein reaaliajassa. Katson, että on järkevää mennä ensin Kuulle ja oppia tekniikoita, vaikeuksia ja tekniikkaa planeettaresurssien hyödyntämiseen valmistamalla ponneainetta kuuvesistä. Lähes jokaisessa tämän toiminnan vaiheessa - etsinnästä, prosessoinnista ja sadonkorjuusta - opetetaan meille kaivaa ja käsittelemään tulevien kohteiden materiaaleja, sekä pieniä että planeettakokoja. Resurssien hyödyntämisessä on tekniikoiden ja laitteiden yhteistä, vaatimus liikkua ja työskennellä hiukkasmaisten materiaalien kanssa sekä kyky puhdistaa ja varastoida tuotteita. Resurssien käytön ja käsittelemisen oppiminen Kuulla on yleinen taito, joka siirtyy mihin tahansa tulevaisuuden avaruuskohteeseen.
Oli syytä, että Kuusta tehtiin ensimmäinen määränpää alkuperäisessä Vision for Space Exploration -visiossa. Se on lähellä, mielenkiintoista ja hyödyllistä. Jalan jalan perustaminen Kuulle avaa cislunar-tilan rutiininomaiseen pääsyyn ja kehitykseen. Se opettaa meille avaruusmatkailijoiden taitoja. On järkevää mennä sinne ensin ja luoda pysyvä avaruuskuljetusjärjestelmä. Kun meillä on sellainen, saamme kaiken muun.
Kohde: Kuu tai asteroidi?
Osa I: Operatiiviset näkökohdat
II osa: Tieteelliset näkökohdat
Kohde oli edelleen hiljainen kylä.
Vuonna 1979 28-vuotias englantilainen nimeltä Graham Mackintosh vieraili Amerikassa. Hän kääntyi länteen Kaliforniaan ja suihkussaan liukui etelään rajan yli. Häntä hämmästytti näkemänsä, auringon, hiekan ja meren villi maa, joka muuttaisi dramaattisesti hänen elämäänsä: Baja California. Mackintosh vietti kuukauden täällä vain reppulla ja aluksi 150 dollarilla. Hän hikoili ja käveli ja meni niin kaukana etelään kuin Cabo San Lucas. Meksikolaiset paikalliset hämmästyttivät häntä vieraanvaraisuudestaan, kun hämmentävä, kehittymätön maisema valloitti hänen mielikuvituksensa kuin missään paikassa ennen.
”Kysyisin mitä noilla vuorilla on”, Mackintosh kirjoitti myöhemmin matkamuistiossaan autiomaan paikkaan . "" Ei mitään ", oli tavallinen vastaus."
Monet seikkailijat ovat saaneet tämän vastauksen samaan kysymykseen - mutta seikkailijat tietävät paremmin. Mackintosh palasi kotiin. Hän aloitti opetustyön, vietti iltoja pubissa, kävi muutaman romanttisen tuulen, mutta hän ei voinut unohtaa Bajaa ja niitä kaukaisia vuoria. Vihdoin hän iski kaiken, luopuen elämänpolusta, jota useimmat meistä seuraavat, unelmansa jälkeen hämmästyttäviksi. Hän meni takaisin Bajaan. Hän otti reppun, kalasauvan, teltan, muutaman muun välttämättömyyden ja jopa älykkään esityksen meriveden tuoreeksi kääntämiseksi - ja hän alkoi kävellä. Mackintosh jäljittää lopulta jalan kautta koko niemimaan rannikon - 3000 mailia - rakastuessaan täysin maahan, ympäröivään mereen ja alueen ihmisiin.
Nykyään monissa gringon loma-asunnossa rannalla Baja Kaliforniassa Mackintoshin kirja Into a Desert Place asuu hyllyllä. Siitä on tullut jotain kultusklassikkoa ulkomailla asuville. Jopa meksikolaisessa yhteisössä, Mackintosh on legendaarinen. Eräillä kaukaisilla ja maalaismaisilla kalastusleireillä rantaviivaa muutama vanhempi kalastaja muistaa yhä punatukkaisen englantilaisen, joka meni läpi 30 vuotta sitten ja pyysi vettä kaivosta, hylkäsi ystävällisesti kutsunsa yöpymiseen ja lopulta katosi seuraava kohta.
Nuori Mackintosh gabs kanssa kaupallisia kalastajia yhdessä monista leirillä Bajan rannalla.
Nykyään Mackintosh asuu San Diegossa ja on kirjoittanut neljä kirjaa matkoistaan niemimaan läpi. Hän palaa säännöllisesti Bajaan leiriytyäkseen villinä ja nauttien samoista maisemista ja tähtiistä, joita ihmiset vuosisatoja ennen meitä tekivät. Tuhansien matkustajien tavoin hän rakastaa edelleen Baja Kaliforniaa kuin mikään muu paikka, vaikka sen osat ovatkin muuttuneet dramaattisesti viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana. Puhuin Mackintoshin kanssa aiemmin tällä viikolla Bajasta ja tänään Bajasta.
”Muistan Cabon vuonna 1979”, hän sanoo. ”Se oli kylä, ja leiriin juuri rannalla. En usko, että voisit tehdä sen tänään. ”
Cabo San Lucas, niemimaan aivan eteläpäässä, on räjähtänyt hohtavien kauppakeskusten, rumalaisten lomakohteiden, cocktailbaarien ja laajamittaisten golfkenttien pesään. Monet matkustajat rakentavat ns. Seikkailuja Cabon kaltaisten paikkojen ympärille, mutta Mackintosh ei enää käy Bajan niemellä.
"Se on tragedia", hän sanoo. ”Se ei ole oikea Baja, johon rakastin. En mene Bajaan shoppailemaan tai yöpymään hotelleissa. Seikkailuja on oltava kaikkialla, ja useimmissa tapauksissa ketään ei nähdä. "
Hän välttää myös samanlaista leviämistä, joka on levinnyt tartuntojen muodossa useissa Cortezin rannikon rannikkoalueilla, mukaan lukien La Pazin eteläpuolella sijaitsevat rannat, Lorenon kaupungin ympärillä 150 mailia pohjoiseen ja lähellä pohjoisen Persianlahden kaupunkia San Felipeä.
"Mutta voit silti eksyä sieltä", Macktintosh sanoo.
Yksi kirjoittajan viimeisimmistä seikkailuista oli kuukausi, jonka hän vietti Isla Angel de la Guardassa, Guardian Angel Islandilla. 50 gallonaa vettä hän matkusti veneretkelle saarelle, teki perusleirin ja piti itseään autuana kauniina. Toisinaan Mackintosh spekuloi, että hän oli ainoa henkilö 42 kymmenen mailin korkeudella kalliolevyllä, ja kolmen täyden viikon ajan hän ei nähnyt sielua. Mutta hän sanoi, että hän vietti viikon seurassa - salametsästäjät, jotka pitivät kiireistä kalastusta ja varastoivat valtavia jäälaatikoita hummeriä, merikilpikonnia, kaikenlaisia kaloja ja erilaisia pohjassa asuvia selkärangattomia, jotka on tarkoitettu Aasian markkinoille.
"Nämä kaverit ovat ekologinen katastrofi, mutta mukavimmat ihmiset", Mackintosh sanoo. Hän leiriytyi laittomien kalastajien kanssa ja oli jopa todistajana epäilyttävissä keskiyönvaihdossa heidän ja muiden ihmisten välillä, jotka ajoivat kallionsa rantaan ja "räpyttivät ja räpyttivät matkalaukkujaan jonkin aikaa ennen lähtöä." Tällaisesta toiminnasta ei pidä kysyä. Baja, jossa huumekauppa on monien ammatti, ja Mackintosh näyttivät toiselta puolelta. Hän kuvailee aikansa saarella viimeisimmässä kirjassaan Marooned With Very Little Beer.
Vuonna 1997 olutpula ei ollut ongelma Mackintoshille. Hän sai sponsorointia Tecate-olutyritykseltä ja Misión-nimisen burron kanssa seuralaisen ja oluenkantajan kohdalla hän käveli niemimaan selkään, käyden matkalla moniin Bajan vanhoista espanjalaisista lähetyskirkoista. Bajan vuoret ovat erilaisia kokemuksia kuin rannikko. Vaeltaja löytää kauko-karjatiloja ja cowboyja hattuista ja karpeista rapeiden kalaleirien ja paitattomien kalastajien sijaan sandaaleista. Vesi on edelleen suurin pula, mutta sitä on helposti kaikissa asutuissa paikoissa. Yleensä se on otettu kaivoista ja on kirkasta kuin Tahoe-järvi ja yhtä turvallista juoda kuin puhtain vesijohtovesi.
Bajan tehtävät voivat olla henkisiä kokemuksia riippumatta siitä, onko jumalallinen vai ei. Useat niistä sijaitsevat upeaan keita-päivämäärän palmujen, mangojen, avokadojen ja viikunoiden kanjoneihin, ja vanhat rakennukset ovat itse kauniita pyhäkköjä, viileitä ja hiljaisia sisätiloissa, kun palava aurinko kuohuttaa maata välittömän viidakon ulkopuolella. Hänen toisen kirjansa, Journey With a Baja Burro, aiheena olisi ollut Mackintoshin lähetysmatka .
Vuosina 2003-2005 kehitin omaa suhdettani Bajaan. Kävelin erämaarannikolla, autolla autolla hiekkatietä pitkin, asui suurelta osin äärettömistä kaloista ja kävelin monissa paikoissa varmasti Mackintoshin jalanjäljillä. Jotkut ihmiset kysyivät jopa, olinko hän. Vietin 10 kuukautta kaikissa reppuissa Bajassa Kaliforniassa, ja minua liikutti sama kauneus, vieraanvaraisuus ja yksinäisyys, joka vaikutti Mackintoshiin 20 vuotta aiemmin. Kuten hän muistuttaa ensimmäisestä vierailustaan vuonna 1979, Mackintosh saattoi aivan yhtä hyvin kertoa tuhannen muun retkeilijän, melonnan ja pyöräilijän vaikutelmista, jotka villi Baja on kiertänyt.
"Minulla on kaikki nämä hienot ajelut mielenkiintoisten ihmisten kanssa, olipa sitten autoissa, veneissä tai lentokoneissa. Ihmiset kutsuivat minut kalastamaan. Meillä oli hummerijuhlia rannalla ja voin leiriytyä mihin tahansa näiden upeiden tähtijen alla, ja ajattelin:" Tämä on paratiisi ”, hän kertoo minulle. ”Kun olin yksin autiomaassa, se oli kuin uskonnollinen kokemus. Se ei ollut ollenkaan pelottavaa ja oli niin paljon parempi kuin mitä palasin kotiin. Tunsin olevani niin vapaa kuin voisin vain tarttua aasiin ja mennä kävelemään auringonlaskuun ja nauttimaan tästä paikasta sellaisena kuin sen piti olla. ”
Ja onneksi globalisoituneiden turistiloukkujen lisäksi hän voi edelleen. Me kaikki voimme.
