استخراج معادن در فضا


فرارو- مانند زمین، اجرام سیاره ای مانند ماه، مریخ، سیارک ها و دنباله دارها دارای ذخایر زیادی از منابع حیاتی هستند. توجه محققان و صاحبان صنایع را به خود جلب کرده است و امید است روزی آنها بتوانند به این منابع برای حمایت از اقتصاد کهکشان دسترسی پیدا کنند.

با این حال، راه اندازی هر نوع صنعت معدنی در سیاره زمین کار کمی نیست. ببینیم با چه موانعی روبرو خواهد شد.

وقتی به استخراج فرازمینی فکر می کنید، می توانید تصور کنید که در حال برداشتن مواد از اجسام مختلف در فضا و برگرداندن آن به زمین هستید. اما بعید است که این اولین مدل تجاری قابل دوام باشد.

همانطور که ناسا پیشنهاد کرده است، اگر بخواهیم حضور دائمی انسان در ماه را فراهم کنیم، برای زنده ماندن به فضانورد نیاز داریم. منابعی مانند آب فقط تا حدی بازیافت می شوند.

در این میان، دفع منابع از زمین بسیار گران است. از سال 2018، پرتاب یک کیلوگرم جسم به مدار پایین زمین و پرتاب آن در سطح بالاتر یا روی ماه تقریباً 3645 دلار هزینه دارد. احتمالاً برای صرفه جویی در این هزینه ها، از مواد استخراج شده در فضا نیز در آنجا استفاده می شود.

برداشت مواد در محل را «استفاده از منابع در محل» می گویند. این می تواند شامل هر چیزی از استخراج یخ گرفته تا جمع آوری خاک برای ساختن سازه ها باشد. ناسا در حال حاضر در حال ارزیابی امکان ساخت ساختمان ها بر روی ماه با استفاده از تکنیک های چاپ سه بعدی است. همچنین، استخراج فضایی می تواند مدیریت ماهواره را تغییر دهد. روش کنونی این است که ماهواره ها پس از 10 تا 20 سال با تمام شدن سوخت از مدار خارج می شوند.

یکی از اهداف بلندمدت شرکت های کهکشانی مانند Orbit Fab طراحی نوعی ماهواره است که با استفاده از فضاپیما می توان سوخت گیری کرد. حتی برای ماهواره های مدار پایین زمین، انرژی لازم برای رسیدن به آن از ماه کمتر از انرژی لازم برای رسیدن به آن از زمین است.

چه منابعی وجود دارد؟

وقتی صحبت از فرصت‌های استخراج خارج از کشور می‌شود، منابع کمی وجود دارد که هم فراوان و هم ارزشمند باشند. برخی از سیارک ها حاوی مقادیر زیادی فلزات آهن، نیکل، طلا و پلاتین هستند که می توان از آنها در ساخت و ساز و الکترونیک استفاده کرد.

سنگ ماه (سنگ و زمین) (لایه نازکی از خاکستری روی سطح ماه متشکل از مواد تکه تکه شده و کمی متراکم که تصور می شود در نتیجه برخورد مکرر شهاب سنگ به سطح ماه تشکیل شده است) حاوی هلیوم-3 است که در صورت همجوشی هسته ای پایدار و گسترده، می تواند منبع مهمی در آینده باشد. شرکت انگلیسی متالورژی فرآیندی را توسعه داده است که می تواند اکسیژن را از سنگ ماه استخراج کند.

انتظار می رود یخ در سطح ماه در دهانه های سایه دائمی نزدیک قطب های آن وجود داشته باشد. همچنین گمانه زنی هایی مبنی بر وجود یخ در زیر سطح مریخ، سیارک ها و دنباله دارها وجود دارد. از این یخ می توان برای حفظ حیات یا تجزیه به اکسیژن و هیدروژن استفاده کرد و به عنوان پیشران استفاده کرد.

فضاسازی چگونه انجام می شود؟

برخی از پیشنهادات برای استخراج فرازمینی مشابه استخراج زمینی است. به عنوان مثال، می‌توانیم سنگ ماه را با استفاده از یک بیل مکانیکی یا یک سیارک با استفاده از دکل حفاری تونل حفر کنیم.

پیشنهادات دیگر کمتر آشنا هستند، مانند استفاده از پمپ خلاء برای کشیدن درپوش ماه به سمت لوله (که کاربرد محدودی در حفاری زمینی دارد). محققان دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی و دانشگاه ملی استرالیا استفاده از بیومینینگ را پیشنهاد می کنند. در این روش، باکتری وارد شده به یک سیارک، مقداری مواد معدنی را مصرف کرده و گازی تولید می کند که یک کاوشگر می تواند آن را بگیرد.

چالش های پیش روی استخراج فضایی چیست؟

چالش ها فنی و اقتصادی هستند. هزینه پرتاب استخراج خارج از محل به این معنی است که تحویل تجهیزات معدن به فضا گران است. عملیات معدن باید تا حد امکان سبک باشد تا مقرون به صرفه یا حتی امکان پذیر باشد. علاوه بر این، هر چه از زمین دورتر باشد، زمان بیشتری برای رسیدن به آن نیاز است. زمانی که فرمان به مریخ نورد ارسال می شود و موفقیت آمیز بودن آن مشخص می شود تا 40 دقیقه تاخیر وجود دارد. ماه برای ارتباطات تنها 2.7 ثانیه عقب است و ممکن است گزینه آسان تری برای بازیابی از راه دور باشد.

اجرام نزدیک به زمین نیز مدارهایی شبیه به زمین دارند و گهگاه در فواصل قابل مقایسه با ماه از زمین عبور می کنند. این چیزها کاندیدای ایده آلی برای کسب هستند زیرا برای رسیدن و بازگشت به انرژی بسیار کمی نیاز دارند. به دلیل چالش‌های اضافی فرستادن افراد به فضا، مانند نیاز به پشتیبانی حیاتی، جلوگیری از تشعشعات، و هزینه‌های اضافی راه‌اندازی معادن دریایی باید عملاً خودکار یا از راه دور کنترل شود.

با این حال، حتی سیستم های تدارکات در محل هنوز کاملاً خودکار نیستند. قبل از گرفتن سیارک ها، تجهیزات و فناوری رباتیک باید بهبود یابد. در حالی که این فضاپیما چندین بار بر روی سیارک ها فرود آمده است و حتی نمونه هایی که در طول ماموریت هایابوسا 1 و 2 در استرالیای جنوبی به وومرا بازگشته اند، بازیابی شده است، میزان موفقیت کلی ما در فرود بر روی سیارک ها و دنباله دارها پایین است. در سال 2014، فرودگر Philae در یک فرود ناموفق به یک گودال برخورد کرد.

چالش دیگر ملاحظات زیست محیطی است که وجود دارد. استخراج فضایی می تواند به کاهش میزان استخراج مورد نیاز روی زمین کمک کند، اما اگر استخراج خارج از خورشید تنها منجر به کمتر شدن آن شود، دیگر موشک شلیک نخواهد شد، یا اگر منابع به زمین بازگردانده شوند و استفاده شوند.

در حالی که جمع آوری منابع در فضا ممکن است به معنای پرتاب نکردن آنها از زمین باشد، به ناچار پرتاب های بیشتری ممکن است با رشد اقتصاد کهکشان رخ دهد. این سوال مطرح می شود که آیا روش های استخراج پیشنهادی حتی در محیط های کهکشانی نیز کار می کنند؟

اجسام سیاره‌ای مختلف دارای جو، گرانش، زمین‌شناسی و محیط‌های الکترواستاتیک متفاوتی هستند (برای مثال، ممکن است خاک‌هایی با بار الکتریکی به دلیل ذرات خورشیدی داشته باشند). چگونگی تأثیر این شرایط بر عملیات دریایی هنوز ناشناخته است

با وجود چالش ها، کار همچنان ادامه دارد

در حالی که روزهای اولیه استخراج فضایی در مراحل اولیه بود، بسیاری از شرکت‌ها در حال توسعه فناوری‌هایی برای استخراج فرازمینی، اکتشاف منابع فضایی و سایر پروژه‌های فضایی بودند.

شرکت معدنکاری فضایی کانادا زیرساخت های مورد نیاز برای حمایت از حیات در فضا، از جمله ژنراتورهای اکسیژن و سایر ماشین آلات را می سازد.

شرکت آمریکایی Off World در حال توسعه ربات‌های صنعتی برای عملیات بر روی زمین، ماه، سیارک‌ها و مریخ است و شرکت استخراج سیارک در تلاش است تا بازاری برای منابع فضایی ایجاد کند.


تمامی اخبار به صورت تصادفی و رندومایز شده پس از بازنویسی رباتیک در این سایت منتشر شده و هیچ مسئولتی در قبال صحت آنها نداریم