Wie Asteroid Mining das Sonnensystem öffnen könnte (Podcast Transcript)

Keri Kukral, Gründer von Raw Science TV, koordinierte dieses Gespräch und Podcast für ProfoundSpace.org Experten-Stimmen: Op-Ed & Insights.

Der Abbau von Asteroiden wird von vielen als ein Schlüssel zur Kolonisierung des Weltraums angesehen, der dem kalifornischen Goldrausch entspricht. Fast 9.000 Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 150 Fuß (46 Meter) umkreisen die Erde. Diese Asteroiden sind ideal für den Abbau von Edelmetallen wie Platin und sind eine Quelle für Wasser im Weltraum, die für einen Weltraumvorposten unerlässlich ist.

Die NASA plant Missionen zur Förderung des Asteroidenbergbaus - OSIRIS-REx (Ursprung, Spektralinterpretation, Ressourcenidentifizierung, Sicherheit und Regolith Explorer) - in Partnerschaft mit zwei führenden privaten Industrien: Planetary Resources, Inc. und Deep Space Industries. Am 13. Mai 2015 veranstalteten zwei führende Experten zum Thema Asteroidenbergbau einen Podcast für Raw Science TV:

Gregor Benford ist Professor für Physik an der Universität von Kalifornien, Irvine, und forscht in Plasma-Turbulenz und Astrophysik. Benford ist auch ein amerikanischer Science-Fiction-Autor und Mitherausgeber des Reason-Magazins. Er ist am besten für die Romane des Galaktischen Zentrums Saga bekannt, die eine Galaxie postulieren, in der empfindliches organisches Leben in ständigem Kampf mit empfindlichem elektromechanischem Leben steht. Er ist ein Woodrow-Wilson-Stipendiat und Gastwissenschaftler an der Universität Cambridge. Er war Berater des US-Energieministeriums, der NASA und des Weißen Hauses für Weltraumpolitik. 1995 erhielt er den Lord-Foundation-Preis für Beiträge zur Wissenschaft und zum öffentlichen Verständnis davon.

Chris Lewicki ist der Präsident und Chefingenieur des Asteroiden-Bergbauunternehmens Planetary Resources und war eng in den Lebenszyklus der Mars Exploration Rovers der NASA und der Phoenix Mars Lander involviert. Lewicki führte System-Engineering-Entwicklungen durch und nahm an den Montage-, Test- und Start-Operationen für diese beiden Mars-Missionen teil. Er war Flugdirektor für die Rover Spirit und Opportunity und der Oberflächenmissionsmanager für Phoenix. Der Empfänger von zwei NASA Exceptional Achievement Medals, Lewicki hat einen Asteroiden zu seinen Ehren benannt: 13609 Lewicki. Bei Planetary Resources ist Lewicki verantwortlich für die strategische Entwicklung der Mission und Vision des Unternehmens, die Zusammenarbeit mit Kunden und der wissenschaftlichen Gemeinschaft, dient als technischer Kompass und leitet den täglichen Betrieb.

Im Folgenden finden Sie eine modifizierte Abschrift ihrer Diskussion. Die Teilnehmer haben Änderungen und Änderungen vorgenommen, um die gesprochenen Kommentare zu klären. Sie können höre hier den Podcast.

Gregor Benford fragt sich, wie Asteroid Unternehmertum nach der NASA ist?

Lewicki: Es ist ein unglaubliches Abenteuer. Mit Sicherheit die erstaunlichen Dinge zu tun, die die NASA macht, war ich sehr privilegiert, Teil eines fantastischen Teams zu sein, das zwei Rover auf den Mars und einen Lander und mehr Rover in der Zukunft setzen wird.

Da war ein Teil von mir, glaube ich, unzufrieden, denn so erstaunlich es auch sein mag, Menschen können sich an alles gewöhnen. Drei Dinge auf der Marsoberfläche zu landen war für mich genug für eine Karriere. Die Möglichkeit, zu einer Idee beizutragen, die die Menschheit tatsächlich in den Weltraum bringen könnte, abgesehen von der Finanzierung durch die Regierung, war etwas, wofür ich mich zu widmen galt.

Benford: Ich mag deine Arbeit und die der NASA. Es ist wie Lewis und Clark, die den Louisiana Purchase eröffnen. Aber die Leute, die den Westen wirklich geöffnet haben, waren im Grunde die Eisenbahnen mit Bergbau, Landwirtschaft und so weiter.

C.L .: Genau. All dies wäre ohne die mehr als 50 Jahre der staatlich finanzierten Weltraumforschung und Entdeckungen, die wir bisher gemacht haben, möglich. Wir sehen im Startgeschäft kommerzielle Anbieter, die Vorräte, Astronauten und Menschen dorthin bringen, wo sie im Weltraum unterwegs sind. Das ist die Idee, wir können Industrie erforschen, entwickeln und schaffen, Wirtschaften schaffen.

Ich würde gerne eine Umgebung aktivieren, in der die Arbeitsstelle des Benutzers L5 oder L1 oder ein anderes Ziel im Raum mit einer P.O Box wäre.

G.B. Wie Mars.

C.L .: Genau.

G.B. Tatsächlich. Also, das sind die ersten Schritte. Lewis und Clark war eine Expedition der Regierung. Siehst du den Horizont als ersten Bergbau? Erinnern wir uns, dass Kalifornien vor allem durch den Goldrausch von 1848 erschlossen wurde.

C.L .: Der Grund, warum Planetary Resources tatsächlich gegründet wurde, war die Erkenntnis, dass Ressourcen jede Grenze auf diesem Planeten geöffnet haben. Ich glaube, Neil deGrasse Tyson hat gesagt, dass Angst, Gier und Ruhm die Gründe sind, die alles verursachen. Da ist wahrscheinlich auch ein Liebesinteresse!

Im Goldrausch waren sicherlich viele Leute unterwegs, um Geld zu verdienen, indem sie Gold in den Bergen fanden. Aber ein großer Teil des Geldes wurde von den Leuten gemacht, die dort lebten, sich niederließen und ein Leben machten. Das hätten sie nicht tun können, wenn Kalifornien nicht alle anderen Ressourcen gehabt hätte, von der Flora und Fauna bis hin zu Land und Sonnenschein.

Das sind all die Ressourcen, die wir auf diesem Planeten für selbstverständlich halten, weil sie so reichlich vorhanden sind. Einer der Hauptgründe, warum wir nicht im Weltraum leben und operieren, liegt darin, dass wir alles mitnehmen mussten, was wir für den gesamten "Camping-Trip" benötigen. Wir müssen alles ins All bringen. Abgefüllter Sauerstoff, jedes Gramm Wasser, jedes Nahrungsmittelpellet. Wir machen nichts davon im Weltraum - noch nicht.

Wir brauchen also die Fähigkeit, zum nützlichsten Ziel im Sonnensystem, einem nahen Asteroiden, zu gehen und mit etwas so Einfachem wie Wasser, der Essenz des Lebens, zu beginnen. Aber im Weltraum kann es auch zur Strahlenabschirmung von der Sonne, von der kosmischen Strahlung verwendet werden.Mit frei verfügbarer thermischer Energie können Sie Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufbrechen und Raketentreibstoff haben. Damit können Sie alles tun, was Sie wollen - das ist es, was uns wirklich begeistert.

G.B. Du hast mehr eigene Erkundungen durchgeführt und nach Asteroiden gesucht, die du abbauen kannst. Denkst du, dass du tatsächlich zu einem Asteroiden gehst und eine erste Aussicht hast?

C.L .: Prospektion ist das genaue zu verwendende Wort. Planetare Ressourcen nennt das Bergbauunternehmen einen "Prospect Generator". Wir wollen den besten Asteroiden finden, mit dem wir beginnen können. Wir werden thermische Prozesse im Weltraum nutzen, um alles zu tun - zum Beispiel, um Wasser aus einem kohlenstoffhaltigen Asteroiden zu gewinnen.

Es ist eher wie destilliertes Meerwasser, wo Sie es erhitzen, Sie backen vom Wasser. Natürlich wird es gereinigt, indem man es in ein Gas verwandelt und genau wie beim Enteisen des Gefrierschranks, wo der ganze Frost nach draußen geht, kondensiert das Wasser an der kältesten Stelle, und das ist dein Eismineral. Solange Sie es von der Sonne fernhalten, haben Sie jetzt reinen Wasserstoff und Sauerstoff in fester Form, den Sie dorthin transportieren können, wo es nützlich sein wird.

G.B. Planst du, die Ernte und die Verarbeitung genau dort auf dem Asteroiden zu machen und die Produkte zurück in den Low Earth Orbit zu bringen?

C.L .: Auf der Erde ziehen Sie den Berg nicht in die Raffinerie. Wir werden versuchen, so viel wie möglich der Quelle zuzuführen, da es natürlich viel Arbeit, viel Energie, viel Treibstoff und eine Menge Kosten erfordert, um schwere Dinge zu bewegen. Sie müssen den Asteroiden nie bewegen, um dies zu tun. Sie extrahieren die nützlichen Teile und lassen alles andere zurück.

Für jede Mine auf dem Planeten gibt es einen Prozess der ersten Trennung von Wert und Nicht-Wert, den wir dann zurück in die Raffinerie schicken. Im Falle von Wasser können wir 100 Prozent reines Wasser bekommen. Wenn Sie es als Raketentreibstoff verwenden würden, würden Sie bis zu dem Punkt im Eis bleiben, an dem Sie anfangen wollten, die Tanks zu füllen.

Im Fall des SpaceX Mars-Kolonentransports hat Elon darüber gesprochen, nach dem Start im Weltraum wieder zu tanken. Vielleicht liefern Sie den Brennstoff von der Oberfläche der Erde, sei es flüssiger Wasserstoff oder vielleicht sogar flüssiges Methan. Aber vielleicht könnte einiges oder alles im Raum bezogen werden.

Zum Beispiel ist Sauerstoff sehr wichtig und kann von einem Asteroiden kommen. Der Sauerstoff ist wegen seiner Ordnungszahl tatsächlich mehr als 80 Prozent des Gewichts des flüssigen Brennstoffs.

G.B. Welche Roboter werden all diese Arbeit machen?

C.L .: Ja, all das wird mit Robotern gemacht. Wir sehen viele Variationen von Maschinen, und deshalb haben wir die ARKYD-Serie von Raumfahrzeugen entwickelt, um diese verschiedenen Rollen zu übernehmen - zuerst die Prospektion und dann werden sie angepasst und verbessert, um den Abbau zu erleichtern.

Worüber ich mich freue und der Grund, warum ich weiß, dass diese Zukunft schneller ist, als die meisten Menschen auf diesem Planeten denken, ist, dass die Technologie schneller voranschreitet als jemals zuvor in der Geschichte. Und die Rate, dass es sich verbessert; verbessert sich selbst; es ist exponentiell. Sie könnten in Systemen wie dem selbstfahrenden Auto von Google, was ich "enge künstliche Intelligenz" nennen würde, einen Weg sehen, wie Variationen dieser Technologie zum Nutzen der Menschheit im Weltraum eingesetzt werden könnten.

Die NASA und andere Entitäten haben bereits viele Bestandteile eines Asteroidenbergbausystems nachgewiesen - zum Beispiel aufblasbare Strukturen, die zum Sammeln der Sonnenenergie verwendet werden könnten. Im Weltraum wurden bereits aufblasbare Strukturen geflogen, mit denen die Asteroiden umschlossen werden konnten, um die von ihnen verdampfenden Materialien zu sammeln und zu kondensieren.

Wenn wir diese Prozesse mehr und mehr machen, werden wir besser darin. Wir werden mit sehr rohen Techniken beginnen, verglichen mit Hollywood und Science-Fiction, aber mit der Zeit und der Praxis werden sich sehr fortschrittliche Prozesse zur Trennung von Material A von Material B wie in jeder anderen Industrie von einem einfachen Anfang an entwickeln. Roboter werden all das tun und natürlich auch helfen, Dinge zu reparieren und zu reparieren, wenn sie nicht wie geplant funktionieren.

Heute ist es sehr einfach, die Roboter so zu bauen, dass sie die Ressourcen finden und sogar die anfängliche Sammlung und Extraktion von Wasser aus diesem Material durchführen. Was wir daraus lernen, wird alles leiten, was folgt.

G.B. Machst du Roboter selbst oder hast du eine Möglichkeit, sie aus den Regalen zu kaufen?

C.L .: Wir bauen tatsächlich alle unsere Raumfahrzeuge. Wir bauen fast alles hier in Redmond, Washington. Wir kaufen natürlich viele Teile von der Stange und nutzen unsere Erfahrung, um das kosteneffektivste interplanetare Raumschiff herzustellen, das jemals gebaut wurde.

G.B. Was sehen Sie als einen großen Maßstab an und wie wird Ihr Unternehmen in 20 Jahren aussehen?

C.L .: Im Jahr 2035 werden wir uns leicht in die Ära der multiplen Asteroiden im Weltraum begeben. Einige wurden von der Regierung betrieben. Ich sehe mehrere Raumstationen, von denen einige von Regierungen betrieben werden und andere von privaten Firmen betrieben werden, entweder für die Forschung, für die Industrie oder vielleicht sogar für den Tourismus, als ein Ziel für Menschen, die diese Erfahrung machen wollen.

All diese menschlichen Aktivitäten im Weltraum werden eine enorme Nachfrage erzeugen. In vielen Fällen werden Menschen das wichtigste Gut im Weltraum sein. Diese Menschen werden Ressourcen zum Leben brauchen, also hätten wir sicher die besten Quellen für Wasser und wahrscheinlich Metalle im Weltraum zu Beginn der 2020er Jahre entdeckt.

Was sehr aufregend ist, ist, dass ein guter Asteroid genug Material hat, um eine unermesslich große Menge an industrieller Aktivität im Weltraum zu unterstützen.Wir könnten wirklich über etwas sprechen, das ein Minenleben von 100 Jahren hat, bis zu dem Punkt, an dem so viele Menschen im Weltraum leben, wie wir es auf der Erde tun.

Aber bis zum Jahr 2035 werden der Abbau von Asteroiden, Aktivitäten auf der Mondoberfläche und hoffentlich sogar auf der Oberfläche des Mars etwas sein, das uns diese Ressourcen im Weltraum als Ergebnis einer zugänglichen Quelle von Ressourcen ermöglichen werden.

Ressourcen im Weltraum werden nur eine Erweiterung dessen sein, was diese Ressourcen auf der Erde für unsere Wirtschaft getan haben. Ich denke, dass alle unsere Kinder und Enkelkinder an diesem Punkt darüber sprechen werden, "Gee, wie muss es für unsere Eltern gewesen sein, diese dramatische Verwandlung durch diese Menschen zu erleben, die Lager im Weltraum aufstellen und beinahe ihre eigenen riskieren lebt, damit wir unseren Weltraumcampus auf der Mondoberfläche genießen können. "

Ich denke, dass die Zukunft der Arbeit im Weltraum leicht in unserer Reichweite liegt und alle Technologien, die wir dafür benötigen, sind hier. Wir müssen nur einen Weg finden, um von der historischen Vorgehensweise der Regierung zu brechen und unternehmerischere und kostengünstigere Methoden zu entwickeln.

G.B. Die Regierung öffnet keine Hotels, aber wann glaubst du, dass ich in Bigelows Hotel in Low Earth Orbit einchecken kann?

C.L .: Nun, Bigelow, ich glaube, wir werden das Beam-Modul auf die Internationale Raumstation setzen. Ich bin mir nicht sicher über das genaue Datum, aber ich glaube, es ist innerhalb des nächsten Jahres.

G.B. Ich habe mich immer gefragt, Schwimmen mit Schwerelosigkeit zu kombinieren. In Low Earth Orbit können Sie ein sphärisches Schwimmbecken haben - tauchen Sie ein, die Oberflächenspannung kann stark gehalten werden, so dass die Kugel nicht zerbricht. Du schwimmst hinüber und steigst aus. Ich bin mir sicher, dass es viele interessante Schwerelosigkeitssportarten geben wird.

C.L .: Hast du gesehen, wie viel Spaß die Astronauten hatten, nur mit Wasserpartikeln im Weltraum zu spielen?

Es stellt alles in Frage, was wir über unsere Umwelt wissen und wie Gravitation funktioniert, und die Höhen und Tiefen.

Eine Sache, die ich leidenschaftlich mag und die den Schülern hilft, zu verstehen und sich mit ihnen vertrauter zu machen, ist die Schwerelosigkeit. Stellen Sie sich vor, wie jedes unserer Leben anders wäre, wenn wir eine Woche im Weltraum verbringen und erfahren würden, was es bedeutet, herumzutreiben und zu essen, zu baden und mit den Dingen in der Schwerelosigkeit zu spielen. Die Art, wie wir Dinge für den Weltraum entwerfen würden, wäre völlig anders.

G.B. Also, das ist die Stoßrichtung für Pläne für Ressourcen. Ich habe mich immer gefragt, warum nicht interplanetare Ressourcen nennen?

C.L .: Planetarisch oder interplanetarisch sind sie wirklich Ressourcen auf einer Planetenskala, und wir müssen unser Denken nicht länger auf die Ressourcen beschränken, die von diesem einen Planeten, auf den wir gerade gestartet sind, beschränkt sind.

G.B. Recht. Die vielleicht tiefgreifendste Wirkung des Weltraumprogramms war bisher, dass die Fotos zurückblickten, um unsere Erde als eine Einheit, als einen Planeten zu sehen. Was glaubst du wird von der Industrialisierung des erdnahen Weltraums kommen?

C.L .: Ich denke natürlich, dass es in unserer Natur liegt, als Mensch einen Hügel hinauf zu klettern und dann zu schauen, was wir von diesem Aussichtspunkt aus sehen. Oft ist die Reaktion "Oh, ich sehe einen Horizont da draußen. Ich möchte den nächsten Hügel erklimmen. "

Ich denke noch etwas, das ich mit Leuten getroffen habe, die sich sehr um die Industrialisierung des Weltraums sorgen, ist gut, wir haben es hier auf diesem Planeten nicht herausgefunden und es hat viele Probleme verursacht. Also sollten wir einfach aufhören. Ich denke, dass die wirkliche Antwort weiter davon sein könnte, dass wir alle Möglichkeiten gelernt haben, es nicht zu tun.

Wir haben die Möglichkeit, bei der Entwicklung des Weltraums diesen Planeten besser zu pflegen als irgendeinen unserer Vorfahren jemals, weil wir Aspekte, die eine notwendige Tatsache des Lebens sind - Energie erzeugen und Material sammeln, das wir brauchen - mitnehmen können Raum, und nicht diese Aktivitäten in jemandes Hinterhof. Wir können ein Umfeld schaffen, in dem Familien und Gesellschaften gedeihen und tun können, was auch immer sie brauchen, und sich keine Sorgen über eine Begrenzung der Ressourcen machen müssen. Es ist eine reichhaltige Zukunft.

G.B. Tatsächlich. Der Punkt über den Raum ist in gewisser Weise, dass es der große Prozessor ist, wenn Sie in Zukunft überschüssige Produkte aus der Schmelze von Platinmetallen haben, können Sie sie mit dem Sonnenwind fahren lassen und das gesamte Sonnensystem verlassen.

C.L .: Absolut. Wenn ich einen Zauberstab schwenken und ein beliebiges Problem lösen könnte, wäre es eine unendliche Energiequelle. Im Ingenieurwesen lernst du viel über Energie und was es braucht, um etwas zu tun. Alles in Ihrem täglichen Leben ist durch Mangel an Energie definiert.

Wenn du erkennst, wie sehr es unser Leben definiert, wenn wir in der Lage sind, Ressourcen von Asteroiden zu nutzen, um diesen Ball der Fusion in der Mitte unseres Sonnensystems (der Sonne) effektiv zu nutzen. Es gibt Billionen und Billionen Watt, die den Planeten ungenutzt treffen. Um diese Energie zu sammeln und damit alles zu tun, was wir wollen, löst es fast jedes Problem, das wir haben.

G.B. Also, es ist eigentlich eine alte Geschichte, je höher du gehst, desto größer der Horizont.

C.L .: Ja. Ich freue mich darauf, ins Sonnensystem zu kommen und unsere Arme ein wenig zu strecken.

G.B. Es ist großartig, dass ihr das macht. Ich freue mich darauf, Ihren nächsten Triumph zu sehen - besonders auf der Suche nach dem ersten Platin, das von einem Asteroiden kommt.

C.L .: Es wird die Bergbauindustrie, wie wir sie kennen, neu definieren. Ich freue mich darauf.

G.B. Ausgezeichnet. Gut, danke Chris Lewicki. Das war eine wirklich bewundernswerte Zusammenfassung dessen, wohin Ihr Unternehmen geht. Du hast viele Fans hier draußen und wir suchen nach jedem deiner Erfolge. In der Tat möchte ich herausfinden, wo ich selbst in das Bigelow Hotel einchecken kann.

C.L .: Absolut.Wir freuen uns sehr, dass jeder dem Unternehmen folgt und zu dem beiträgt, was wir tun. Wir können nicht alle auf dem Planeten einstellen, aber das bedeutet nicht, dass du dich nicht in etwas einmischen kannst, das uns voranbringt. Wenn du niemanden siehst, der es macht, nimm es selbst auf und mach es fertig.