Bányásszunk kisbolygókon!

Értékes fémek, kincset érő vízmolekulák, rakéták hajtóanyagaként használható összetevők - ezekkel szolgálnak a kisbolygók. Vajon utódaink ki fogják-e használni erőforrásaikat? És ha igen, vigyáznak-e más égitestek állapotára, vagy kizsákmányolják és tönkreteszik azokat?

 

Az Itokawa kisbolygó (JAXA)

Az emberi tevékenység űrbeli kiterjedésével a távolabbi jövőben feltehetőleg egyre több kozmikus erőforrást fognak utódaink kihasználni. Az itt nyerhető anyagok egy része a helyszínen hasznosítható, más részük a Földre lehozva lenne igazán értékes. Mindezek az emberiség gazdasági érdekeit szolgálhatják, illetve a világűr további meghódításában is közreműködhetnek.

Az erőforrások hasznosításánál, akárcsak a földi esetben, az úgynevezett műrevalóság lehet a döntő: a kitermelés nehézségének és a nyerhető haszonnak az aránya. A nehézséget az égitest távolsága, valamint ott az erőforrás elérhetősége is befolyásolja. Ilyen szempontból kiemelkedőek a földközeli égitestek, amelyek közel kerülhetnek bolygónkhoz.

Utóbbiaknak néhány százaléka, a megfelelő időpontban startolva energetikai szempontból könnyebben érhető el, mint a Hold - mindez a bolygónkhoz legközelebb jutó, becsapódásaik miatt leginkább veszélyes kisbolygókra igaz.

Gyárak az űrben

Az értékes anyagot elvileg fel lehet dolgozni azt űrben, és megnövelt koncentrációban (finomított formában) visszahozni a Földre -  avagy a feldolgozatlan nyersanyagot is haza lehet szállítani, de utóbbi feltehetőleg ritkán lenne kifizetődő. Elméleti lehetőségként felmerül, hogy magát a kisbolygót is Föld körüli pályára lehetne állítani, és ott kiaknázni. Ehhez jelentős energia befektetése szükséges, azonban ha az égitest anyagának nagyobb része hasznosítható, ez volna az ideális megoldás. Itt az égitest pályáját szerencsés esetben magából az objektumból származó üzemanyag segítségével lehetne módosítani.

A bányászathoz speciális technológia szükséges, ugyanis a gyenge gravitációs tér miatt könnyen végleg elrepülnek a meglökött kőzetdarabok. Egyes kisbolygók belső szerkezete és többségüknek a külső felszíni rétege laza, ezért elképzelhető, hogy egy nagy hálót kell köréjük vonni a művelet idejére, hogy az egyes töredékek együtt maradjanak.

Fantáziarajz: egy Föld közeli égitest hasznosítása (NASA)

A munka során feltehetőleg ki is használják majd a gyenge gravitációs tér adta lehetőségeket, például mágnesesek segítségével könnyű lenne egyes összetevők elkülönítése. A kisbolygók csekély gravitációs ereje csökkenti a szállítási költségeket: az égitest felszínéről sokkal könnyebb bármit messzire "kilőni", mint például a Föld esetében, ahol drága hordozórakéta kell mindehhez. Ugyanakkor a speciális viszonyok gondot is okozhatnak: a kitermelt és elszabadult törmelék a kisbolygó környékén veszélyt jelentene az ott mozgó szállítójárművekre.

Az ötletek között szerepel a napenergia használata is, nemcsak napelemekkel, hanem akár egyszerű tükrökkel. Ha egy üstökösmag vízjégben gazdag belsejébe fúrást mélyítenek, majd ide tükrökkel napfényt fókuszálnak, a melegedő anyag hevesen szublimálni kezd. Ezzel kinyerhető a víz (H₂O) egy része, illetve eltávozása előtt mint intenzív anyagsugarat akár egyéb célra (vagy akár meghajtásra) is használni lehetne. Bármilyen megoldást találnak ki utódaink, maga a művelet jelentős részben, avagy teljesen automatizáltan fog zajlani.

Az esetleges bányászat szempontjából fontos, hogy a végterméket vagy dúsított nyersanyagot a Földre kell-e visszahozni, vagy az űrben van rá szükség. A bolygónkra szállítás a nagyon értékes anyagok esetében lenne kifizetődő - ilyen lehet például a Holdnál (és esetleg egyes, megfelelő törmeléktakaróval borított kisbolygóknál) a hélium 3-as izotópja. Ez a jövő fúziós atomreaktoraiban használva hatalmas energiamennyiség termelésére ad lehetőséget, a Földre szállítása így még messziről is kifizetődő lenne.

Mennyit ér egy gramm kisbolygóvas?

Egyes kisbolygók szinte kizárólag fémekből állnak, ezek lennének az ilyen anyagok legértékesebb forrásai. Ugyanakkor sok üstökösmag is akad a térségben, amelyek szintén értékes erőforrások lehetnek, főleg vízjég és egyéb illékony gáztartalmuk révén. A Föld közelében mozgó apró égitesteknek alábbi erőforrásai lennének hasznosíthatók:

• égitest tömege: anyagától függetlenül stabil alapként szolgálhat egy állomás építésére, és sugárvédelmet biztosíthat a felszíne alatt létesült lakóhelyeknek.
• fémek: a kisbolygók a meteoritok vizsgálata alapján igen nagy koncentrációban tartalmaznak különféle fémeket, például vasat, nikkelt. Igen értékesek a bennük lévő nemesfémek (arany, ezüst) és a platinacsoport elemei (platina, ozmium, irídium, palládium, ródium, ruténium). Utóbbiak koncentrációja a becslések alapján 100 gramm is lehet tonnánként. Összehasonlításként: a dél-afrikai platinabányák 5-10 gramm/tonna aránnyal termelnek nyereséget - a kisbolygóknál tehát 10-20-szor nagyobb koncentráció jellemző. Az égitestekben lévő szilikátok pedig félvezetők készítéséhez lennének használhatók.
• vízjég: főleg az üstökösmagok, de emellett a kisbolygók is tartalmaznak sok vízmolekulát - ez az anyag pedig a Földön kívüli térségben igen értékes. Nem csak ivóvízként szolgál, és belőle oxigén nyerhető, de különböző ipari célú kémiai folyamatokhoz is fontos komponens. Hidrogén és oxigén összetevőire bontva pedig értékes rakéta hajtóanyag nyerhető belőle.
• különböző fagyott gázok (szén-dioxid, ammónia): szintén elsősorban az üstökösmagokban, kisebb koncentrációban a kisbolygókban is lehetnek.

Nehéz megbecsülni, mennyit ér egy-egy kisbolygó vagy üstökösmag belsejében lévő anyag. A kereslet nagyságát ugyanis nemcsak a földi, hanem az űrbeli tevékenységek is befolyásolhatják. Ha az űrturizmus révén például a Földön kívül jelentkezik az igény különféle építményekre, vagy az űrben van szükség vízre, üzemagyagra - olcsóbb lehet az űrbeli forrás, mint a földi. Az árakat nemcsak a kereslet nagysága, hanem a Föld felszínéről mérhető felbocsátási költség is befolyásolja. Utóbbi jelenleg nagyságrendileg 10 ezer dollár környékén van kilogrammonként.

Sok értékes komponens a kisbolygók felszíni laza törmeléktakarójában lehet (fantáziarajz, Space Studies Institute)

Ha a mai földi árakat tekintjük, akkor durva közelítés alapján egy 1 kilométer átmérőjű, fémekben gazdag kisbolygó közel 30 millió tonna nikkelt, 1,5 millió tonna kobaltot és 7600 tonna platinát tartalmazhat. Mindezek együttes értéke néhány százmilliárd dollár körül mozog - azonban erősen függ attól, hol érhető el a kérdéses anyag. Más az ára a helyszínen, a kisbolygón és más a Föld felszínére leszállítva. Egy 1 kilométeres fémben gazdag kisbolygóban lévő vas mennyisége legalább annyi vagy több, mint amennyit bolygónkon egy év alatt kitermelnek.

Legolcsóbb a Földhöz közeli égitestek kiaknázása lenne. Ehhez első lépésként azonosítani kell a földközeli térségben mozgó objektumokat, amelyeknek jelenleg csak kisebb része ismert. Részletes vizsgálatuk mutatna rá, melyek lehetnek az értékesek, és milyen erőforrás kitermelése lenne kifizetődő. Összetételük, szerkezetük, méretük és pályaelemeik alapján lehetne kijelölni a bányászat szempontjából leginkább perspektivikus objektumokat. A kisbolygókon vagy üstükösmagokon kitermelt anyagot ideális esetben a szintén onnan nyert üzemanyag (hidrogén és oxigén) segítségével lehetne a kívánt célállomásra szállítani.

Indul a mozgó üzem: célpont egy Föld közeli objektum (NASA)

Környezetvédelmi kérdések

A Földön kívüli erőforrások kihasználása a földfelszíni keresletet, egyes nyersanyagok értékét is befolyásolhatja, sokrétű hatással bírva a földi gazdaságra. Ugyanakkor nem csak pénzügyi szempont létezik: sok környezetvédelmi illetve etikai kérdés is felmerül a kozmikus erőforrások hasznosításakor. Sokan nem szívesen látnánk például, ha a Hold felszínét bányagödrök borítanák el. Bizonyos szempontból érzékenyek is ezek a Földön kívüli térségek: bolygónkkal ellentétben a legtöbb égitesten rendkívül lassan változik a tájkép, és csekély beavatkozás is komoly pusztítással járhat.

Felmerülhet továbbá az a kérdés is, hogy egyáltalán van-e jogunk más égitesteket emberi érdekek (esetleg szűk csoportok érdekei) szerint átalakítani? Erről eltérően vélekednének a munkában jobban és kevésbé érdekeltek - de mint a történelemben gyakran, itt sem biztos, hogy a többség akarata érvényesülne.

Várják az érdeklődőket a bolygótudományi napon

Az ELTE Planetológiai Műhelye és a Magyar Asztronautikai Társaság országos ismeretterjesztő rendezvényt szervez ELTE Bolygótudományi Nap címmel, amelyre a szervezők középiskolai diákokat, egyetemi hallgatókat s minden más érdeklődőt egyaránt várnak. A Naprendszer-kutatás izgalmas felfedezéseit bemutató előadások célja egyrészt a középiskolai diákok érdeklődésének felkeltése a bolygótudomány iránt, másrészt hogy az egyetemi hallgatóság és az érdeklődő nagyközönség bepillantást nyerjen a témakör legújabb eredményeibe.

A részvétel ingyenes. Időpont: 2010. március 19., péntek. Helyszín: ELTE Lágymányosi Campus, Északi Tömb alagsor, Konferencia-terem (-1.75), 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A. A program az Eötvös Loránd Tudományegyetem alapításának 375. évfordulójára emlékező jubileumi rendezvény-sorozat része, s az InfoPark Alapítvány támogatásával kerül megvalósításra. További információk és részletes program itt.

* * *

Rovatunk mostantól a Facebookon és a Twitteren keresztül is elérhető, ahol extra tartalmakat is kínálunk.