Популярные СМИ любят говорить о добыче полезных ископаемых на астероидах, используя большие цифры. Во многих статьях говорится о миссии на Психею, крупнейшем металлическом астероиде в поясе астероидов, как о посещении тела стоимостью $10000000000000000000, предположительно потому, что их авторы очень любят нажимать клавишу «0» на клавиатуре. Но насколько реалистична эта оценка? И что это на самом деле означает? В статье, финансируемой Astroforge, стартапом по добыче полезных ископаемых на астероидах, базирующейся в Хантингтон-Бич, и написанной профессором программы космических ресурсов Колорадской школы шахт стоит столько, сколько предполагают простые расчеты.
В статье металлы на астероидах разделены на два различных типа: те, которые стоило бы возвращать на Землю, и те, которые не стоило бы возвращать на Землю. Действительно, единственные металлы, которые считаются достойными возвращения на Землю, — это металлы платиновой группы (МПГ), которые известны своей чрезвычайно высокой стоимостью, относительно небольшим запасом и высокой полезностью в различных современных технологиях. Сюда входят и каталитические нейтрализаторы, поэтому они часто становятся объектами воров.
Другая категория — это металлы, используемые для космического строительства, такие как железо, алюминий и магний. Хотя их отправка обратно на Землю может быть экономически невыгодной из-за их относительно низкой цены на нашей родной планете, они могут быть полезны в космосе для строительства крупных структур, таких как космические станции или солнечные энергетические установки. Однако, учитывая проблему курицы и яйца, связанную с отсутствием спроса на эти космические металлы из-за их высокой стоимости, трудно определить их стоимость. Однако его конкуренция (то есть запуск материала с Земли) стоит дорого: 10 000 долларов за кг плюс 100 долларов за кг за обычный материал, такой как железо.
Эти цены даже близко не приближаются к 500 000 долларов за кг, которые МПГ, такие как Родий, когда-либо возвращались на Землю, но они все равно могут сделать добычу железа на астероидах экономически жизнеспособной, если этот материал будет использоваться в космосе. Так что же все эти расчеты означают для фактической стоимости астероидов, которые мы можем добыть?
Прежде всего, недавние исследования показывают, что астероиды, сделанные из «чистого металла», какими, как предполагается, является Психея, скорее всего, являются чистой выдумкой. Хотя это может быть и не очень хорошая новость для какого-либо отдельного доброкачественного астероида, который стоит много, другая часть этого исследования заключается в том, что даже астероиды, которые первоначально считались относительно низкими в содержании металлов, на самом деле имеют разумные количества, которые можно было бы экономически извлечь.
Чтобы доказать это, в статье подробно рассматривается серия исследований метеоритов, которые являются эквивалентом остатков астероидов, и сравниваются «классы» 83 различных элементов с рудами, найденными на поверхности Земли или вблизи нее. Поскольку дистанционное зондирование затрудняет различие между некоторыми из этих элементов, образцы метеоритов, которые можно подвергнуть передовым методам анализа, являются нашим лучшим выбором для точного расчета химического состава астероидов, за исключением нескольких образцов неповрежденных астероидов, которые были возвращены таким образом. далеко.
Кредит — Канал Исаака Артура на YouTube.
Эти данные показали, что концентрации МПГ, хотя и ниже, чем предполагалось изначально (из-за предположения в основополагающем документе о составе астероидов), все же имеют гораздо более высокие концентрации, чем эквивалентные земные руды. В частности, материал, известный как самородок тугоплавкого металла (RMN), может иметь концентрацию МПГ на несколько порядков выше, чем что-либо, найденное на Земле или в других типах астероидного материала.
RMN в основном обнаруживаются в структуре кальциево-алюминиевых включений (CAI), в основном на астероидах L-типа. L-типы — относительно редкие астероиды красноватого оттенка, но мы их еще не посещали. Они могут состоять более чем на 30% из CAI, однако в этом случае они могут содержать значительное количество извлекаемых МПГ без дополнительной обработки.
Однако сами RMN очень малы, их размеры составляют от микрона до субмикрона, что в первую очередь делает их чрезвычайно трудными для обработки. Таким образом, объемная добыча из астероидного реголита может достигать сотен частей на миллион, что уже на несколько порядков превышает их концентрацию в земном реголите.
Если рассматривать металлы для использования в космосе, то можно увидеть, что их примерно так же много, как первоначально предполагалось, но они сталкиваются с трудностями при их переработке из окисленного состояния. Обычно для этого требуется какая-то высокоэнергетическая процедура, такая как электролиз расплавленного реголита, чтобы отколоть элементарный металл, необходимый для дальнейшей обработки. Опять же, существует проблема курицы и яйца: наличие источника энергии, достаточно большого для выполнения этих процессов, но для его создания потребуется материал, который потребует источника энергии.
В конце концов, эта проблема исчезнет, если такие компании, как AstroForge, добьются своего. Помните, что компания финансировала это исследование, а два ее соучредителя и Кевин Кэннон, профессор CSM, были соавторами. Компания планирует запустить свою следующую миссию — встречу с околоземными астероидами, чтобы попытаться определить, являются ли они «металлическими» в январе. Возможно, эта миссия поможет нам лучше понять состав и ценность окружающих нас астероидов.
Узнать больше:
Пушка, Гиалич, Акаин — Драгоценные и конструкционные металлы на астероидах.
UT – Из чего состоят астероиды?
UT – В чем разница между астероидами и метеоритами?
UT – Астероиды: 10 интересных фактов об этих космических камнях
Ведущее изображение:
Концепция добычи полезных ископаемых на астероидах.
Фото: НАСА/Дениз Уотт.
