Част III: Съображения за използване на ресурсите
В част I и част II от тази поредица разгледах някои от оперативните и научни проблеми, свързани с мисията на човека до астероид в близост до Земята (NEO) и ги съпоставих с по-прости операции и по-голямо научно завръщане на мисия на Луната. За да продължа обсъждането на това, което бихме могли да направим на астероид, сега ще помисля да използвам местните ресурси, предлагани от астероидите, как те се различават от тези на Луната и ще предложа някои практически съображения относно достъпа и използването им.
За да се превърне в истински космически вид, човечеството трябва да се научи как да използва това, което намираме в космоса, за да оцелее и да процъфти. Обвързани с логистичната верига на Земята, сега сме и винаги ще бъдем ограничени в космическия капацитет. Нашата крайна цел в Космоса е да развием способността да ходим навсякъде по всяко време и да провеждаме всяка мисия, която можем да си представим. Такава способност е немислима, без да можем да получим провизии от ресурси, открити извън планетата. Това означава разработване и използване на ресурсите на пространството за създаване на нови възможности.
Едно от предполагаемите предимства на астероидните дестинации е, че те са богати на ресурсен потенциал. Бих се съгласил, поставяйки акцента върху думата „потенциал“. Най-доброто ни ръководство за същността на тези ресурси идва от изследването на метеорити, които са получени от близките земни астероиди. Те имат няколко състава, като най-разпространеният е обикновеният хондрит, който съставлява около 85% от наблюдаваните падания на метеорита. Обикновените хондрити са основно скали, богати на елементите силиций, желязо, магнезий, калций и алуминий. Те съдържат изобилни метални зърна, съставени предимно от желязо и никел, широко диспергирани в скалата.
Ресурсният потенциал на астероидите се крие не в тези обекти, а в малцинството от астероиди, които имат по-екзотични състави. Металните астероиди съставляват около 7% от населението и са съставени от почти чист метал желязо-никел, с някои включвания от скален материал като незначителен компонент. Други елементи на сидерофила (обичащи желязо), включително платина и злато, съставляват следи от тези тела. Металният астероид е изключително висококачествен руден находище и потенциално би могъл да струва милиарди долари, ако успеем да върнем тези метали на Земята, въпреки че човек трябва да има предвид възможните катастрофални ефекти върху съществуващите пазари на ценни метали - толкова много злато е произведена през 1849 г. California Gold Rush, че цената на златото на световния пазар намалява с коефициент шестнадесет.
От гледна точка на космическия полет водата има най-голяма стойност. Друг вид сравнително рядък астероид също е хондрит, но специален тип, който съдържа въглеродни и органични съединения, както и глини и други хидратирани минерали. Тези тела съдържат значителни количества вода. Водата е едно от най-полезните вещества в космоса - поддържа живота на човека (да се пие, да се използва като радиационна защита и да се диша, когато се напука в компонента си водород и кислород), може да се използва като среда за съхранение на енергия (гориво клетки) и това е най-мощното химическо ракетно гориво, познато. Намирането и използването на богата на вода NEO би създало логистично депо с огромна стойност.
Основно предимство на астероидите за ресурсите е недостатъкът като оперативна среда - те имат изключително ниска гравитация на повърхността. Влизането и излизането от гравитацията на Луната изисква промяна на скоростта от около 2380 m / s (и двата начина); за да се направи същото за типичен астероид са необходими само няколко метра в секунда. Това означава, че полезен товар, стартиран от астероид, а не от Луната, спестява почти 5 km / s в delta-v, значително количество енергия. Така че от гледна точка на енергията астероидите побеждават Луната като източник на материали.
Съществуват обаче известни затруднения при добиването и използването на астероиден материал в сравнение с лунните ресурси. Първо е естеството на суровината или „рудата“. Наскоро установихме, че водата на полюсите на Луната не само присъства в огромно количество (десетки милиарди тона), но е и във форма, която може лесно да се използва - лед. Ледът може да се превърне в течност за по-нататъшна обработка с минимални разходи за енергия; ако леденият реголит от полюсите се нагрява до над 0 ° С, ледът ще се стопи и водата може да се събира и съхранява. Водата във въглеродните хондрити е химически свързана в минералните структури. Необходими са значителни количества енергия, за да се разрушат тези химически връзки, за да се освободи водата, поне 2-3 порядъка повече енергия, в зависимост от конкретната минерална фаза, която се обработва. Така че извличането на вода от астероид, присъстващо в количества от няколко процента до може би няколко десетки процента, изисква значителна енергия; воден лед на полюсите на Луната присъства в по-голямо изобилие (до 100% в определени полярни кратери) и вече е в лесна за обработка и употреба форма.
Обработката на естествени материали за извличане на вода има много подробни стъпки, от придобиването на суровината до преместване на материала през потока за обработка до събиране и съхранение на получения продукт. На всеки етап обикновено отделяме един компонент от друг; гравитацията служи на тази цел при повечето промишлени преработки. Една трудност при обработката на астероидни ресурси ще бъде или да се разработят техники, които не изискват гравитация (включително свързани явления, като термична конвекция), или да се създаде изкуствено гравитационно поле, за да се гарантира, че нещата се движат в правилните посоки. Всеки подход усложнява процеса на извличане на ресурси.
Голямото разстояние от Земята и лошата достъпност на астероидите спрямо Луната работи срещу извличането и обработката на ресурси. Човешките посещения в НЕО ще бъдат с кратка продължителност и тъй като забавянето на радиостанциите към астероидите е от порядъка на минути, директното дистанционно управление на обработката няма да е възможно. Роботизираните системи за добив на астероиди трябва да бъдат проектирани така, че да имат голяма степен на автономност. Това може да стане възможно, но понастоящем нямаме достатъчно информация за естеството на астероидната суровина, за да проектираме или дори да предвидим използването на такова роботизирано оборудване. Освен това, дори ако разбрахме напълно естеството на находището, добивът и преработката са силно интерактивни дейности на Земята и ще бъдат такива в космоса. Най-малката аномалия или грешка може да доведе до разрушаване на целия поток на обработка и при отдалечени операции ще бъде трудно да се диагностицира и коригира проблема и да се стартира отново.
Проблемът с достъпността също намалява спрямо астероидните ресурси. Не можем да отидем на даден астероид по желание; стартиращите прозорци се отварят за много кратки периоди и са затворени през повечето време. Това се отразява не само на достъпа ни до астероида, но също така съкращава времевите периоди, в които можем да напуснем обекта, за да върнем продуктите си в космическото пространство. За разлика от това, ние можем да отидем до и от Луната по всяко време, а близостта й означава, че са възможни почти мигновено дистанционно управление и реакция. Трудностите при дистанционното управление на дейностите с астероиди накараха някои да ни предложат да измислим начин да „теглим“ тялото в земна орбита, където той може да бъде дезагрегиран и обработен в свободното си време. Потръпвам да мисля, че ще бъда назначен да напиша декларацията за въздействие върху околната среда (ако помилвате израза) за тази дейност.
И така, къде ни остава това по отношение на достъпа и използването на космически ресурси? Използването на астероидни ресурси има потенциал, но предвид днешните нива на технологиите, несигурни перспективи за успех. Трудно се стига до астероиди, имат кратки времена на посещение за обиколки, трудна работна среда и несигурни добиви от продукти. Астероидите имат ниска гравитация за тях. За разлика от това, Луната е близо и разполага с материалите, които искаме, във формата, от която се нуждаем. Луната е лесно достъпна по всяко време и подлежи на отдалечени операции, контролирани от Земята в почти реално време. Моята гледна точка е, че има най-смисъл първо да отидете на Луната и да научите техниките, трудностите и технологията за използване на планетарните ресурси, като произвеждате гориво от лунна вода. Почти всяка стъпка от тази дейност - от проучване, обработка и събиране на реколтата - ще ни научи как да обработваме и обработваме материали от бъдещи дестинации, както с малки, така и с планетарни размери. Използването на ресурсите има обща техника и техника, изискване за преместване и работа с материали от твърди частици и възможност за пречистване и съхраняване на продуктите. Научаването как да получавате достъп и да обработвате ресурси на Луната е общо умение, което се прехвърля към всяка бъдеща космическа дестинация.
Имаше причина Луната да е първата ни дестинация в оригиналната Визия за космически изследвания. Близо е, интересно е и е полезно. Установяването на опора на Луната отваря цислунарното пространство за рутинен достъп и развитие. Тя ще ни научи на уменията на хора, които са в космоса. Има смисъл първо да отидете там и да създадете постоянна система за транспорт в космоса. След като имаме това, получаваме всичко останало.
Дестинация: Луна или астероид?
Част I: Оперативни съображения
Част II: Научни съображения
дестинацията все още беше тихо село.
През 1979 г. 28-годишен англичанин на име Греъм Макинтош посещава Америка. Той се зави на запад към Калифорния и по прищявка се плъзна на юг през границата. Беше смаян от видяното, дива земя на слънце, пясък и море, която драматично ще промени живота му: Баджа Калифорния. Макинтош прекара един месец тук само с раница и за начало - 150 долара. Качи на автостоп и тръгна и отиде на юг като Кабо Сан Лукас. Мексиканските местни жители го поразиха с гостоприемството си, докато озадачаващият, неразвит пейзаж пленяваше въображението му, както никъде досега.
„Какво бих попитал над тези планини, бих попитал“, написа по-късно Макинтош в пътеписния спомен „ В пустинята“ . „Нищо“ беше обичайният отговор. “
Много приключенци са получили този отговор на същия въпрос, но авантюристите знаят по-добре. Макинтош се завърна у дома. Той се зае с преподавателска работа, прекара вечер в кръчмата, имаше няколко романтични вълнения - но не можа да забрави Баджа и онези далечни планини. Най-сетне той смеши всичко, изоставяйки житейския път, който повечето от нас следват, за да върви потресаващо след сън. Той се върна при Баджа. Той взе раница, въдица, палатка, няколко други необходимости и дори хитра измишльотина, за да превърне морската вода в прясна храна, и започна да ходи. Макинтош в крайна сметка ще проследи пеша по цялата брегова ивица на полуострова - 3 000 мили -, докато се влюбва изцяло в сушата, край морето и хората в региона.
Днес в много от ваканционните къщи за гринго на плаж в Баджа Калифорния книгата на Макинтош Into a Desert Place се намира на рафта. Тя се превърна в нещо като култова класика в емигрантската общност. Дори в мексиканската общност Макинтош е легендарен. В отдалечени и селски риболовни лагери по бреговата линия няколко от по-възрастните рибари все още помнят червенокос англичанин, който тъпчеше преди 30 години, молейки вода от кладенеца, любезно отказвайки поканите им да останат през нощта и накрая изчезнаха наоколо следващата точка.
Млад Макинтош габи с търговски рибари в един от многото лагери по брега на Баджа.
Днес Макинтош живее в Сан Диего и е написал четири книги за пътуванията си през полуострова. Той се връща редовно в Баджа, за да лагерува диво и да се наслаждава на същата природа и звезди, каквито са правили хората векове преди нас. Подобно на хиляди пътешественици, той все още обича Баджа Калифорния като никое друго място, въпреки че части от него са се променили драстично през последните три десетилетия. Говорих с Макинтош по-рано тази седмица за Баджа тогава и Бая днес.
„Спомням си Кабо през 1979 г.“, казва той. „Това беше село и аз просто лагерувах на плажа. Не мисля, че бихте могли да го направите днес. "
Кабо Сан Лукас, в самия южен край на полуострова, се е взривил в кошер от блестящи молове, кокетни курорти, коктейл-барове и страховити голф игрища. Много пътешественици изграждат така наречените приключения около места като Кабо, но Макинтош вече не посещава нос на Баджа.
„Това е трагедия“, казва той. „Не е истинският Баджа, в който се влюбих. Не ходя в Баджа, за да ходя да пазарувам или да отсяда в хотели. Има приключения, които трябва да се провеждат навсякъде и повечето включват да видите никого. "
Той също така избягва подобно разпространение, което се е разпространило като инфекции в няколко горещи точки по крайбрежието на морето на Кортес, включително плажовете на юг от Ла Пас, около град Лорето на 150 мили на север и близо до северния залив град Сан Фелипе.
„Но все още можете да се изгубите там“, казва Макинтош.
Едно от най-новите приключения на автора беше месецът, прекаран на Isla Angel de la Guarda, Остров Ангел Пазител. С 50 галона вода той се вози с лодка до острова, направи базов лагер и се смята за блажен маронен. Понякога, Макинтош спекулира, той беше единственият човек на 42-милиметровата скална плоча и в продължение на три пълни седмици не виждаше душа. Но той казва, че е прекарал една седмица с компания - бракониери, които са били заети с риболов и са запасявали огромни ледени кутии с омари, морски костенурки, всякакъв вид риба и различни безгръбначни животни, предназначени за пазарите в Азия.
„Тези момчета са екологична катастрофа, но най-хубавите хора“, казва Макинтош. Той лагерува с нелегалните рибари и дори става свидетел на подозрителни среднощни размени между тях и други хора, които придвижват скифовете си до плажа и „тракаха и хвърляха багажа си наоколо за известно време, преди да тръгнат“. Въпросите не трябва да се задават за такава дейност в Баджа, където наркотрафикът е професия за мнозина, а Макинтош изглеждаше по друг начин. Той описва времето си на острова в най-новата си книга Marooned With Very Little Beer.
През 1997 г. недостигът на бира не беше проблем за Mackintosh. Той получи спонсорство от бирената компания Tecate и с буро на име Мисион за другар и носител на бира той обикаля гръбначния стълб на полуострова, посещавайки много от старите испански църкви на мисията на Баджа по пътя. Планините на Баджа са различен вид изживяване от брега. Скитникът открива отдалечени ранчове и каубои в шапки и шапки вместо в корави риболовни лагери и без рибарски рибари в сандали. Водата остава най-големият недостиг, но лесно се намира във всяко населено място. Обикновено се черпи от кладенци и е бистра като езерото Тахо и толкова безопасна за пиене, колкото и най-чистата вода от чешмата.
Мисиите на Баджа могат да бъдат духовни преживявания, независимо дали човек е благочестив или не. Няколко са разположени в зашеметяващи оазисни каньони от палмови фурми, манго, авокадо и смокини, а самите стари сгради са красиви светилища, хладни и тихи отвътре, докато пламтящото слънце изгаря страната непосредствено от непосредствената джунгла. Разходката на Макинтош към мисията ще бъде фокусът на втората му книга „ Пътуване с Баджа Буро“.
Между 2003 и 2005 г. разработих собствените си отношения с Баджа. Вървях по крайбрежните пътища на пустинята, карах на автостоп по черните пътища, живеех до голяма степен от осеяна риба и на много места със сигурност вървях по стъпките на Макинтош. Някои дори питаха дали съм него. Прекарах 10 месеца във всички раници в Баджа Калифорния и бях развълнуван от същата красота, гостоприемство и уединение, които така повлияха на Макинтош 20 години преди. Както той припомня, че първото си посещение през 1979 г., Макинтош също толкова добре може да разкаже впечатленията на хиляди други туристи, каяци и колоездачи, които са били запленени от дивия Баджа.
"Взех всички тези страхотни вози с интересни хора, независимо дали в коли или лодки или самолети. Хората ме поканиха на риболов и имахме празници на омари на плажа и можех да лагерувам навсякъде под тези невероятни звезди и си помислих:" Това е рай ”, казва ми той. „Когато бях сам в пустинята, това беше като религиозно преживяване. Изобщо не беше страшно и беше толкова по-добре от това, което се връщах у дома. Чувствах се толкова свободна, като можех просто да вземем магаре и да отида да се разходя в залеза и да се насладя на това място, както трябваше да бъде. “
И за щастие, отвъд глобализираните туристически капани, той все още може. Всички можем.
