Kosmiczne Eldorado - kopalnie na asteroidach

Kosmiczne Eldorado - kopalnie na asteroidach
Widowiskowa katastrofa prywatnej rakiety Antares, do której doszło pod koniec października, była, o czym może nie każdy wie, również sporym ciosem dla planu rozwoju asteroidalnego górnictwa.

Oprócz pełnej zaopatrzenia na ISS kapsuły Cygnus, na pokładzie znajdował się bowiem mały satelita Arkyd 3, należący do firmy Planetary Resources. Jego zadaniem było przetestowanie określonych rozwiązań przed planowanymi misjami na asteroidy.

Prywatne firmy, takie właśnie jak Planetary Resources, dwa lata temu narobiły wokół swoich planów wydobywania surowców z kosmicznych skałek sporo medialnego szumu. Z perspektywy czasu widać jednak, że najpoważniej zabiera się do pracy przy asteroidach NASA. I jeśli w jej planach chodzi o pieniądze, to raczej o ich zaoszczędzenie, a nie zarobienie.

Plan schwytania kosmicznej skały

Amerykańska agencja kosmiczna NASA opublikowała niedawno szczegóły znanego już od dłuższego czasu planu przechwycenia niewielkiego asteroidy i umieszczenia go w stosunkowo bliskim Ziemi miejscu - na orbicie Księżyca. Dokonać ma tego statek-robot ARM (Asteroid Retrieval Mission) (1) i to już do końca bieżącej dekady.

 Statek ARM przechwytuje asteroidę - jedna z wizualizacji
1. Statek ARM przechwytuje asteroidę - jedna z wizualizacji

W latach dwudziestych naszego wieku w kierunku kosmicznej skały mają zaś polecieć astronauci, na pokładzie powstającego właśnie statku Orion. Robotyczny statek ARM napędzany ma być techniką słoneczno-elektryczną (SEP).

Energia pozyskiwana z paneli słonecznych służyć w nim ma do wytwarzania dużych pól elektromagnetycznych w silniku jonowym. Rozwiązanie takie pozwala na znaczne oszczędności, bowiem w przypadku tradycyjnych silników rakietowych na paliwo stałe statek musiałby zabrać ze sobą jego spory zapas.

Do końca 2014 r. NASA miała zdecydować, czy będzie chciała użyć systemu, który "obejmie" asteroidę za pomocą rozwijanej płachty, czy raczej przymocuje go robotycznym ramieniem do statku holującego (wówczas można by pociągnąć obiekt o znacznie większych rozmiarach).

Późniejsza załogowa misja zadokowałaby do asteroidy za pośrednictwem znajdującego się już przy nim statku ARM, mogąc podjąć eksplorację powierzchni. Wielu naukowców krytykuje plan przechwycenia i przekierowania asteroidy na kontrolowaną orbitę, jako przedsięwzięcie ryzykowne i drogie.

Wszyscy jednak zgadzają się, że pomysł wykorzystania zasobów, w które bogate są te kosmiczne obiekty, w trakcie ekspedycji na inne planety, w pierwszej kolejności na Marsa, jest wart rozważenia. Pozwoliłoby to zaoszczędzić na paliwie i na mocy rakiet, które nie musiałyby już wszystkiego, co jest potrzebne do takiej misji, unosić z powierzchni Ziemi.

Jedną z osób krytykujących misję przechwycenia i zaciągnięcia asteroidy na orbitę Księżyca jest Richard Binzel z MIT, w artykule opublikowanym w czasopiśmie "Nature". Twierdzi jednocześnie, że NASA powinna skupić się na asteroidach bliskich naszej planecie.

Są ich miliony, a wiele z nich to prawdziwe kopalnie - również wiedzy na temat Układu Słonecznego. Należy poznać ich jak najwięcej, wybrać tę najciekawszą - znacznie większą niż zakłada to ARM - a następnie wysłać do niej statek załogowy.

Bogactwa naturalne asteroidów
2. Bogactwa naturalne asteroidów

Do kogo należą kosmiczne bogactwa?

Asteroida typu M, niklowo-żelazowy obiekt o nazwie (6178) 1986 DA oraz wielkości 2,3 kilometra, zawiera 10 tys. ton złota, 100 tys. ton platyny, 10 mld ton żelaza i miliard ton niklu. Teoretycznie jest to prawdziwe eldorado (2). Nic dziwnego, że termometry zaczęły u wielu ludzi pokazywać gorączkę złota.

Po ogłoszeniu ambitnych planów kosmicznego górnictwa grupa astronomów z brytyjskiego Uniwersytetu w Strathclyde, pod wodzą Daniela Garcíi Yárnoza, wyselekcjonowała dwanaście obiektów w pobliżu Ziemi, potencjalnie możliwych do "złapania" i komercyjnej eksploatacji.

Jedna z wizji kopalni eksploatującej małą asteroidę
3. Jedna z wizji kopalni eksploatującej małą asteroidę

Wśród ok. dziewięciu tys. ciał tego typu, krążących niedaleko Ziemi, udało się wybrać te, które teoretycznie można zmusić do zmiany kursu i zmniejszyć ich prędkość poniżej 500 m na sekundę. Ważne jest ich ulokowanie na dostępnej orbicie, w pobliżu tzw. punktów Lagrange'a, gdzie równoważą się grawitacyjne wpływy Ziemi i Słońca.

Te punkty znajdują się ok. miliona km od naszej planety. W latach 2015-2016 oba najbardziej znane podmioty komercyjne, zainteresowane bogactwami asteroidów - Deep Space Industries i Planetary Resources - mają wysłać misje rekonesansowe.

Ta pierwsza wyekspediuje serię satelitów FireFly, których zadaniem będzie poszukiwanie i badanie kosmicznych skał pod interesującym firmę kątem. Potem poleci DragonFly, który ma przywieźć na Ziemię 150 kg skalnego materiału. Do roku 2020 ma zacząć się na dobre eksploracja asteroidów.

Dla firm prywatnych ograniczeniem w planach eksploatacji (3) nie jest międzynarodowy "Układ o zasadach działalności państw w zakresie badań i użytkowania przestrzeni kosmicznej łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi" z 1967 r., który obowiązuje zdecydowaną większość państw naszego globu (znany także jako "Traktat o Przestrzeni Kosmicznej").

Tak mogłaby wyglądać kopalnia na asteroidzie
4. Tak mogłaby wyglądać kopalnia na asteroidzie

Jego głównym celem było zakazanie umieszczania w kosmosie broni jądrowej i rozlokowywania tam baz wojskowych. Traktat zakłada także, że żadne państwo nie ma prawa zawłaszczać ciał niebieskich. W myśl prawa nie można zatem wbić flagi w asteroidę i oznajmić, że jest np. amerykańska (podobnie bezprawne jest sprzedawanie działek na Księżycu). Na dodatek badanie i wykorzystywanie kosmosu ma służyć "dobru ogółu ludzkości". Artykuł 6. Traktatu pozwala na działalność komercyjną w kosmosie.

Nie ma jednak jasności, czy oznacza to zgodę na sprowadzanie wydobywanych bogactw na Ziemię i ich sprzedaż. Nie jest jasna kwestia własności zarówno kosmicznych skał, jak znajdujących się na nich i ewentualnie wydobywanych surowców. W Stanach Zjednoczonych trwają prace nad nowymi rozwiązaniami prawnymi, znanymi pod ogólną nazwą "The Asteroid Act".

Nowe prawo ma, po pierwsze, przyznawać firmom własność wydobytych surowców, po drugie zaś zabraniać praktyk nieuczciwej konkurencji w kosmosie. Amerykańskie firmy mają na dodatek "unikać" szkodliwego działania w stosunku do innych pojazdów kosmicznych i mieć prawo do reagowania na szkodliwe działania wobec nich.

Ewentualne spory z udziałem firm amerykańskich mają rozstrzygać sądy z USA. Nawet jeśli Amerykanie uchwalą korzystne dla siebie prawo, a ktoś na świecie będzie wyrażał sprzeciw, to USA mogą to zignorować, podobnie jak zdarzało się im podchodzić do innych międzynarodowych regulacji, które ich zdaniem były sprzeczne z interesem ich kraju.

Sceptycy dowodzą, że opracowanie wszystkich technologii, budowa statków i wysłanie ich w kosmos będzie wymagać inwestycji idących w wiele miliardów dolarów. Pomimo wielkich bogactw zawartych w asteroidach, koszt ich wydobycia może przekroczyć ewentualne zyski.

Istotnym problemem jest także to, że gdyby na Ziemię nagle sprowadzić tony platyny, złota i niklu, to ich cena natychmiast gwałtownie by spadła, co zmniejszyłoby opłacalność kosmicznego górnictwa.

Surowce te są drogie, ponieważ jest ich bardzo mało i trudno je dostać. Inwestorzy, którzy mieliby wyłożyć miliardy na realizację podobnych misji, chyba zdają sobie z tego sprawę. Dlatego przed górnictwem asteroidalnym (4) perspektywy rysują się mgliście.