?

Log in

No account? Create an account

zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Почему добыча ресурсов на астероидах — это сложно?
zelenyikot


Добыча полезных ископаемых на астероидах — фантастический, пока, вид деятельности, о котором в последнее время часто заговаривают как о близком будущем. Только компании, замахнувшиеся на такое занятие, практически обанкротились, так и не добравшись ни до одного астероида. Разберемся, почему это так сложно.



Астероид — это малое космическое тело естественного происхождения, от нескольких метров до сотен километров в поперечнике, преимущественного каменного или металлического состава, что отличает его от комет, где главный материал — лед. Ледяные тела Солнечной системы, в основном, находятся далеко от Солнца — за Марсом и дальше, поэтому с Земли проще добраться до астероидов. Большая часть астероидов вращается в Главном поясе, между орбитами Марса и Юпитера, но немалая часть имеет орбиты близкие к земной или даже пересекающие земную орбиту. Относительно близкие к Земле или сближающиеся астероиды называют околоземными, а пересекающие орбиту считаются потенциально опасными для нас. Зато достижение таких астероидов при помощи космических аппаратов значительно проще, до некоторых астероидов можно добраться затратив топлива меньше чем в полете до Луны.



Состав астероидов также отличается, ученые разделяют их по спектральным классам, определенным в телескопы с Земли. Основных типов астероидов три: каменные, железо-каменные, металлические (железные). Наиболее богаты на разные металлы, включая редкоземельные и платину — металлические, которые являются обломками ядер первых протопланет сформированных и разрушенных во взаимных столкновениях на заре Солнечной системы. В некоторых подвидах каменных астероидов больше углерода и летучих соединений в том числе воды, что роднит их с кометами.

Любой космический старатель, отправляясь на охоту за астероидами должен выбрать цель по нескольким признакам:

1. Спектральный класс — чтобы знать, какие полезные ископаемые там ожидают (на металлический астероид бесполезно лететь с системой добычи воды).
2. Разница орбитальной скорости с Землей — чтобы знать сколько топлива придется использовать для полета туда и обратно. Разница скоростей Земли и пролетающих околоземных астероидов начинается примерно с 0,5 км/с. То есть для достижения астероида и возвращения на околоземную орбиту космическому аппарату потребуется запас топлива, которое позволит набрать скорость 1 км/с (0,5 км/с на разгон и 0,5 км/с на торможение). Для сравнения, для достижения и посадки на Луну требуется запас на 3,5 км/с. Сэкономить можно гравитационными маневрами, но они потребуют оптимальной траектории и могут значительно увеличить время полета. На торможении в атмосфере также можно сэкономить, но потребуется увеличить массу возвращаемой капсулы.
3. Наклонение орбиты астероида — и Земля и астероиды вращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости, но даже небольшая разница в наклонении орбит требует существенных затрат топлива. Примерно 0,5 км/с прибавки скорости требуется для изменения плоскости орбиты космического аппарата на 1 градус, а некоторые астероиды вращаются под углом до 20 градусов к плоскости орбиты Земли.



В результате, всего несколько десятков астероидов оказываются доступны для относительно простого и недорогого достижения и возврата добытого материала. Даже в этом случае каждый килограмм ресурсов обойдется в десятки или сотни миллионов долларов, затраченных на разработку, производство и запуск добывающего космического аппарата.



Самое обидное для "космических шахтеров", что астероидный материал и так регулярно сам прилетает на Землю в виде метеоритов. Кроме того, сама Земля содержит тот же состав химических элементов, что и окрестные космические тела. Правда в металлических астероидах концентрация тяжелых редкоземельных металлах выше чем в среднем в земной коре. Земля относится к телам прошедшим дифференциацию, в результате которой тяжелые элементы спустились к ядру, а на поверхности остались только легкие, а металлические астероиды как раз являются осколками древних ядер протопланет. Но здесь на помощь земным старателям приходит вулканизм. Результаты древних извержений, такие как кимберлитовые трубки Якутии, хребет Кондер или плато Путорана содержат повышенную концентрацию металлов, добывать которые человечество еще может сотни или тысячи лет.



Таким образом, в ближайшие десятилетия о коммерческих перспективах добычи полезных ископаемых в космосе можно говорить только в контексте использования их в космосе, без доставки на Землю.

Попытки заработать на поиске новых астероидов тоже не удались, поскольку астероиды успешно открывают государственные научные учреждения, включая NASA, за бюджетный счет.



Сложности достижения астероидов, и доступность метеоритного вещества на Земле, а главное — отсутствие реальной потребности земной экономики и космонавтики в космическом веществе, стали причинами отсутствия большого интереса к таким проектам как Planetary Resources и Deep Space Industries со стороны бизнеса. Добыча редкоземельных металлов на Земле, несмотря на все сложности, оказывается на порядки эффективнее и проще чем могли бы обеспечить космические старатели.

Подготовлено для научно-популярного портала Nplus1.ru, публикуется в авторской редакции.

zelenyikot

Поддержать выход новых постов можно через сервис Patreon.
Другие способы оказать поддержку.



promo zelenyikot september 5, 07:45 77
Buy for 800 tokens
Наконец-то я могу официально объявить, что в продаже появилась научно-популярная книга моего авторства об исследовании Солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Здесь можно найти как описание отдельных космических миссий последних лет, так и обобщенные результаты исследований…

  • 1
вот там где-то около четверти гектара
===============================
На НОО.
Собиравшиеся многие и многие годы.

ввиде сжиженых компонентов, холодно там очень.
===============================
Там где "холодно", панелей потребуется на порядок больше.
А там, где и "гектара" хватит - нужны теплоизолированные танки. Размером поболее той тыквы, в которую, очередной раз обратились твои хотелки.

Любезнейший, на кой вам 4000Н?
===============================
Ну, чтоб набрать пресловутый километр в секунду, для возвращаемого модуля с экипажем и дОбытым анобтаниумом, этих ньютонов - три часа надо тратить.

Какие многие годы? Любезный, нет бы почитать, в какой последовательности собирали МКС - все есть в вики.Те СБ подняли за компанию с многотонными модулями станции, и не являлись основной поднимаемой нагрузкой. Если бы хотели - уже тогда подняли бы весь гектар, а то и несколько, одним союзом.
Там, где холодно - это тень астероида или самого корабля, там вообще не должно быть панелей. Панели надо вывести на постоянную по возможности экспозицию, а баки спрятать, чтобы остывали до космических 3 кельвинов. Поскольку нам не надо 4000Н, то и размеры баков накопителей можно урезать до размеров той же тыквы.

Зачем вам километр в секунду именно? Какой еще возвращаемый модуль? Какой анобтаниум? Куда вы его собрались возвернуть с такой скоростью и зачем ее набирать за три часа? Чем хуже набор скорости за пару недель?

Одни вопросы без ответа. Может, идите читайте википедию? Я же автора спрашивал, а не вас, вы элементарщины не знаете.

Одни вопросы без ответа.
========================
Заметь, эти вопросы, задаёшь ты - а ты можешь задать столько вопросов, что ни один НИИ не осилит ответить.

Но я постараюсь намекнуть, что разговор, изначально, шёл о дОбыче полезных ископаемых на астероидах:
- до которых нужно долететь
- довезти массу оборудования
- смонтировать его и запустить в эксплуатацию
- доставить добытое потребителю (извлёкши коммерческую выгоду)

Я не могу спорить с голосами в твоей голове. Зато могу сказать, что для набора некоей величины скорости с помощью РД, тебе придётся затратить тоже самое количество топлива, что при ускорении в 1g, что при разгоне с ускорением 0,001g.
Так что - таки тыква.



Конечно задаю - ты ведь генерируешь несуразные цыфири, которые почему-то надо получать. Какие-то тысячи ньютонов и метров в секунду.
У тебя тоже голоса в голове? Они тебе нашептывают странный необоснованный набор параметров, без которых жить нельзя?

Тыква у тебя на плечах - есть такое грустное явление как удельный импульс, который и задает разницу в необходимой массе рабочего тела. И разница там в несколько порядков. Поскольку добывать нам все в вакууме, то наш выбор это двигатели с высоким импульсом, тратящие очень мало массы рабочего тела. Кто тебя, конюха, пустил в дворянское собрание?
Ты ничерта не знаешь, как вчера родился. Тебе хоть 18 сравнялось?

Ну, расскажи-ка за высокоимпульсные кислород-водородные двигатели.

Зачем кислород? Водород неплохо подходит для ЭРД, они высокоимпульсные.

А нахрена тога вообще городить было чушь с водой и электролизом ? Для ЭРД - сгодится любое рабочее тело.
Осталось только два вопроса закрыть:
- собственно, сам работающий ЭРД и
- источник питания для него.

Ну, и, собственно, вопрос "что на этом астероиде делать?".
Ежели там работать - как быть с радиацией ?
Если же безлюдная миссия, то - как она будет направляться, дОбыча-то ?

Водород не окисляет конструкций, например, и пару кислород-водород можно использовать без питания для маневров с большой тягой, с ЭРД проблемы, с тем самым питанием. И любое рабочее тело не сгодится, увы.

Что с радиацией, отправим туда зэков по статье за фейкньюс, будет нормально. Какие еще люди там-то? И так груза мама не горюй тащить, еще и аквариум с рыбками?
Почитайте, как добыча происходит. Не занимаются там поштучным перебором камней, если что. Концентрацию сырья в породе можно оценивать и без человеков с кайлом.

В интернете никто не знает, что ты собака. Даже если у тебя ник прямо об этом говорит.

Почитайте, как добыча происходит.
==============================
Не происходит. Никак.

Человечество не занимается горнодобычей?

горнодобычей - не занимается.
Добычей полезных ископаемых в условиях отсутствия пригодной для дыхания атмосферы - не занимается.
"Безлюдных" производственных цепочек - от вскрыши до выдачи рудного концентрата, мне не попадалось ни одной.
А вот, слово "горняк", я знаю хорошо. Благо есть некоторый опыт работы на горизонтах ниже -1000м

Для того, чтобы атмосфера на горизонтах была пригодна для дыхания, нужна принудительная вентиляция. Иначе она быстро перестает быть пригодной.
Загуглите "Безлюдная добыча" - даже в России есть уже первые шевеления, и тем паче есть они и не в России. И это несмотря на то, что гномов с кайлом все еще довольно много и одно их наличие несколько обессмысливает проработку безлюдной добычи. Но она есть, это факт, невзирая на ваш опыт, уходящий корнями к подвигам стаханова и людоедским инновациям ГУЛАГа.


Угадай, о чём пIсенька:

О том, что на земле самый дешевый вариант это потные негры с отбойниками?

  • 1