Популярные СМИ любят говорить о добыче полезных ископаемых на астероидах, используя большие цифры. Много статей говорят о миссии Психея, самый крупный металлический астероид в поясе астероидов, как осматривают тело worth $10,000,000,000,000,000,000, предположительно потому, что их авторы, как наезд на "0" на клавиатуре много. Но насколько реалистична такая оценка? И что это на самом деле означает?
В статье, финансируемой Astroforge, стартапом по добыче полезных ископаемых на астероидах, базирующимся в Хантингтон-Бич, и написанной профессором Программы космических ресурсов Колорадской школы горного дела, подробно рассматривается, какие металлы доступны на астероидах и действительно ли они стоят столько, сколько показывают простые расчеты. быть.
В статье металлы на астероидах делятся на два различных типа — те, которые стоило бы вернуть на Землю, и те, которые не стоит. На самом деле, единственными металлами, которые, как считается, достойны возвращения на Землю, являются металлы платиновой группы (МПГ), которые известны своей необычайно высокой стоимостью, относительно низким запасом и высокой полезностью в различных современных технологиях. Это включает в себя каталитические нейтрализаторы, именно поэтому они обычно становятся мишенью воров.
К другой категории относятся металлы, используемые в космическом строительстве, такие как железо, алюминий и магний. Хотя их может быть экономически невыгодно отправлять обратно на Землю из-за их относительно низких цен на нашей родной планете, они могут быть полезны в космосе для строительства крупных сооружений, таких как космические станции или солнечные батареи.
Однако, учитывая очевидную проблему отсутствия спроса на эти металлы космического происхождения из-за их высокой стоимости, трудно количественно оценить, сколько они стоят. Однако его конкуренция (то есть запуск материала с Земли) является дорогостоящей и составляет 10 000 долларов за кг плюс 100 долларов за кг для обычного материала, такого как железо.
Эти цены и близко не дотягивают до 500 000 долларов за кг, которые когда-либо были на Земле у такого МПГ, как родий, но это все равно может сделать добычу железа на астероидах экономически выгодной, если этот материал будет использоваться в космосе. Итак, что же означают все эти расчеты для реальной стоимости астероидов, которые мы могли бы добывать?
Во-первых, и это самое важное, недавние исследования показывают, что астероиды, сделанные из "чистого металла", каким считается Психея, скорее всего, являются чистой воды вымыслом. Хотя это может и не быть хорошей новостью для отдельно взятого безобидного астероида большой ценности, другая часть этого исследования заключается в том, что даже астероиды, которые первоначально считались относительно низкими по содержанию металлов, на самом деле имеют разумные количества, которые можно было бы экономически выгодно извлекать.
Чтобы доказать это, авторы статьи подробно рассмотрели серию исследований метеоритов, которые являются эквивалентом остатков астероидов, и сравнили "содержание" 83 различных элементов в рудах, найденных на поверхности Земли или вблизи нее. Поскольку дистанционное зондирование затрудняет различение некоторых из этих элементов, образцы метеоритов, которые могут быть подвергнуты передовым методам анализа, являются нашим лучшим выбором для точного расчета химического состава астероидов, за исключением нескольких образцов обнаруженных астероидов, которые были возвращены на данный момент.
Эти данные показали, что МПГ, хотя и имеют меньшую концентрацию, чем предполагалось изначально (из-за предположения, сделанного в основополагающем документе о составе астероидов), все же имеют гораздо более высокую концентрацию, чем аналогичные земные руды. В частности, в материале, известном как самородок тугоплавкого металла (RMN), концентрация МПГ может быть на порядки выше, чем во всем, что встречается на Земле, или в других типах астероидных материалов.
RMN в основном встречаются в кальциево-алюминиевых включениях (CAI), в основном на астероидах L-типа. Астероиды L-типа - относительно редкие астероиды с красноватым оттенком, но мы еще не посещали их. Они могут состоять более чем на 30% из CAI, хотя в этом случае они могут содержать значительное количество извлекаемых МПГ без дополнительной обработки.
Однако сами по себе RMN очень малы, от микрона до субмикрона, что, в первую очередь, чрезвычайно затрудняет их обработку. Таким образом, массовое извлечение 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 их примерно так же много, как и предполагалось изначально, но они сталкиваются с трудностями при выводе их из окисленного состояния. Как правило, для этого требуется какая-либо высокоэнергетическая процедура, такая как электролиз расплавленного реголита, чтобы отделить элементарный металл, который необходим для дальнейшей обработки. Опять же, существует проблема с курицей и яйцом, связанная с наличием источника питания, который был бы достаточно большим для выполнения этих процессов, но для его изготовления потребовались бы материалы, необходимые для источника питания.
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. В январе компания планирует запустить свою следующую миссию - сближение с астероидами, сближающимися с Землей, чтобы попытаться определить, являются ли они "металлическими". Возможно, эта миссия поможет нам лучше понять состав и ценность окружающих нас астероидов.
