Добыча ресурсов с астероидов

[Parf]

Тема куда-то делась, поэтому решил завести новую. Речь идёт, в первую очередь, о добыче металлов, источников которых в Солнечной системе не так уж и много. Из экономически целесообразных - Земля и Марс. Во вторую очередь - о добыче лёгких элементов (водород, углерод, кислород и.т.п.) для топлива и для поддержки СЖО на космических базах.

Вообще говоря, можно было бы завести две темы:
1. Добыча ресурсов с астероидов для обслуживания производства и проживания на околопланетных и околосолнечных орбитах, на поверхности Луны и спутников газовых гигантов. Здесь разумной альтернативы астероидам нет.

Затраты на добычу ресурсов можно разделить на постоянные - на разведку и налаживание инфраструктуры - и переменные - грубо говоря, затраты на один рейс с транспортировкой вещества. Да, постоянные затраты огромны. Но спектральных классов астероидов - ограниченное количество. Если один раз разработать АМС на ионниках для геологической разведки всех возможных типов астероидов, оборудование для добычи и танкеры для транспортировки (на тех же ионниках), снабдить всё это ядерными реакторами - техника будет служить много лет.

Переменные затраты определяются стоимостью доставки и стоимостью запуска новой техники, когда старая выйдет из строя. Стоимость доставки определяется, в первую очередь, затраченной энергией - а она зависит от разности характеристических скоростей (ХС) и от второй космической скорости небесного тела, которая для астероида ничтожна, а для планет велика. По второму закону Кеплера, куб размера орбиты пропорционален квадрату периода обращения, а значит, ХС пропорциональна разности квадратных корней размеров орбиты. Значит, между Землёй и поясом астероидов - от 5 до 15 км/c, между Марсом и поясом астероидов - от 0 до 10 км/c.

Стало быть, на околоземную и околосолнечную орбиту выгоднее доставлять материалы с Луны (2-я космическая - 1 км/c), чем с Земли (11 км/c) - но Луна бедна металлами и водородом. Значит, что-то придётся доставлять с астероидов. На околомарсианскую орбиту (2-я космическая для Марса - 6 км/c) - однозначно с астероидов. На спутники газовых гигантов доставка с астероидов однозначно выгоднее доставки с Земли или Марса.

Что-то, конечно, придётся доставлять с Земли - например, уран на астероидах вряд ли есть в больших количествах. Доставка станет дешевле, когда на Земле, Луне и Марсе появятся космические лифты. Но есть и второй фактор, кроме разницы ХС и второй космической скорости - запасы металлов. Об этом факторе я скажу ниже.

[Parf]

2. Доставка веществ с астероидов на поверхность Земли и Марса. Здесь речь идёт, в первую очередь, о доставке металлов - лёгких веществ на планетах предостаточно. Запасы металлов, конечно, тоже велики - но они расположены глубоко в недрах. Когда все поверхностные запасы истощатся, мы, роя всё более глубокие шахты, рано или поздно обнаружим, что с астероидов везти дешевле.

Разумеется, есть такая вещь, как повторное использование ресурсов (рециклинг). Но возможности рециклинга определяются мощностью производственных процессов, которая пропорциональна численности населения. А численность растёт в геометрической прогрессии!Когда в оборот будут вовлечены все металлы планеты, неизбежно придётся добывать новые. Кривая стоимости добычи на Земле будет постепенно двигаться вверх, стремясь к бесконечности, а кривая стоимости добычи на астероидах по мере их разведке и разработки тяжёлых пилотируемых кораблей (нужно ли говорить, что такой сложный процесс, как разработка шахт на астероидах не обойдётся без человека) - вниз. Рано или поздно эти кривые пересекутся.

Можно прикинуть и стоимость, при которой произойдёт пересечение. Возьмём типичный астероид диаметром 10 м. Скорее всего, более тяжёлые астероиды будут раскалываться на кусочки такого размера, а кусочки - транспортироваться к месту обработки. Более лёгкие же - нерентабельны. Стоимость обработки "кусочков" на обитаемых базах, конечно, выше аналогичной стоимости на Земле - но при создании должной инфраструктуры обе стоимости будут ничтожны сравнительно со стоимостью доставки. Объём такого астероида - порядка 600 кубических метров, масса - порядка 3 тысяч тонн. При типичной разнице ХС, равной 8 км/c, количество энергии, необходимой для доставки - порядка 10^14 Дж. Если считать, что в металлическом астероиде содержится 1% полезных металлов, мы за эти 10^14 Дж добываем 30 тонн металлов. Отсюда стоимость 1кг металла - порядка 3*10^9 Дж. Осталось прикинуть, сколько стоит 1 джоуль энергии (ядерной, разумеется).

Можно прикинуть и мощность двигателя, необходимого для доставки такого куска на нужную орбиту. Будем считать, что доставка длится 1 год - больше нецелесообразно, ибо любая техника со временем изнашивается, а замена стоит дорого. В годе примерно 3*10^7 секунд, значит, мощность двигателя - порядка 3 мегаватт. Значение, вполне достижимое в ближайшие десятилетия. А, имея 30-мегаваттный двигатель (мощность современной "наземной" АЭС исчисляется сотнями мегаватт), можно осуществить доставку всего за месяц.

Таким образом, со временем все астероиды Главного пояса будут "разобраны" на элементы и использованы в производственных целях. "Разобрать" планеты земной группы будет куда сложнее. А тяжёлые ядра газовых гигантов недостижимы для человечества в обозримой перспективе.

[LG]

2. Доставка веществ с астероидов на поверхность Земли и Марс

Представьте грузопоток в триллионы тонн в год вниз. Придумайте транспортную систему. Одновременно придумайте систему на триллион тонн вверх дабы удаляь отхды
Извиняюсь - идиотизм. Вы не первый.

[Дмитрий Виницкий]

Ну, что можно добавить? Неадекватность в силу неграмотности - довольно частая штука. Только читателю мурзилок,, может придти в расстроеную голову, умозаключение, что когда-то, возить металл с астероидов, станет дешевле, чем добывать на Земле.  Причём, видно, что человек искренне уверен в том, что мир устроен, так, как ему хочется.

[LG]

Игровой прикол уровня добычи ресурсов на ненаселенных планетах в реале не катит. Нет такого. И не нужен. И в чем самый прикол - невозможен  принципиально с точки зрения законов физики.

[Parf]

2. Доставка веществ с астероидов на поверхность Земли и Марс

Представьте грузопоток в триллионы тонн в год вниз. Придумайте транспортную систему. Одновременно придумайте систему на триллион тонн вверх дабы удаляь отхды
Извиняюсь - идиотизм. Вы не первый.

Представил. Детали транспортной системы не обдумывал, но она физически возможна. А всё, что физически возможно, будет реализовано.

З.Ы. А зачем удалять отходы? Что там такого особо вредного, что нужно обязательно удалить с Земли?

[DonPMitchell]

Heavy metals are rare and valuable, but they are only available on Earth due to hydro-thermal processes and fractional crystalization.  It is unlikely they can be found on asteroids.

[ronatu]

Ну, что можно добавить? Неадекватность в силу неграмотности - довольно частая штука. Только читателю мурзилок,, может придти в расстроеную голову, умозаключение, что когда-то, возить металл с астероидов, станет дешевле, чем добывать на Земле.  .....

Запросто. Таких попыток было много. Последняя 65 млн лет тому назад.
Авторы вымерли. :wink:

[ronatu]

Heavy metals are rare and valuable, but they are only available on Earth due to hydro-thermal processes and fractional crystalization.  It is unlikely they can be found on asteroids.

http://www.universetoday.com/81580/late-big-bombardments-brought-heavy-metals-to-earth/

[LG]

Я так и не понял. Нахрена на Земле космические ресурсы.

[LG]

2. Доставка веществ с астероидов на поверхность Земли и Марс

Представьте грузопоток в триллионы тонн в год вниз. Придумайте транспортную систему. Одновременно придумайте систему на триллион тонн вверх дабы удаляь отхды
Извиняюсь - идиотизм. Вы не первый.

Представил. Детали транспортной системы не обдумывал, но она физически возможна. А всё, что физически возможно, будет реализовано.

З.Ы. А зачем удалять отходы? Что там такого особо вредного, что нужно обязательно удалить с Земли?

Очень плохо. Представьте систему коорая доставляет ежедневно с космоса на Землю миллиарды тонн изделий и возносит в космос миллиарды тонн отходов.

А всё, что физически возможно, будет реализовано.

Уродский неграмотный дебилизм.  Расшифровываю:
Урод+ дебил+неграмотный.
Это про вас, удод Пшел нах.

[нейромантик]

Хорошо, в 3-й (или 4-й?) раз объясняю:
Разница в поставляемом (ориентировочно) веществе в металле (никель+ платиноиды + железо) на поверхности Земли, превышает её промышленные потребности примерно в столько же раз, во сколько современный (скажем, индустриального общества) металлургический цех превышает все мировые потребности Средневекового мира!

[нейромантик]

Heavy metals are rare and valuable, but they are only available on Earth due to hydro-thermal processes and fractional crystalization. It is unlikely they can be found on asteroids.

Reai problem is in capacity of Earth prom-prod appetite. Each asteroid, have in it corpse mach more rare materea, then Earth prom can use in 50 years!

[Parf]

Интересно, сколько тонн в день получает вся добывающая промышленность Земли? И сколько отходов она создаёт? :roll:

[Дмитрий Виницкий]

Минэнерго РФ: Добыча угля в России в январе-сентябре 2011г. увеличилась на 2,8% - до 240,412 млн т.

Quote.rbc.ru 06.10.2011 15:17

Добыча угля в России в январе-сентябре 2011г. по сравнению с аналогичным периодом 2010г. увеличилась на 2,8% - до 240,412 млн т, говорится в материалах Министерства энергетики (Минэнерго) РФ. В сентябре 2011г. этот показатель вырос на 5,2% против того же месяца годом ранее - до 27,799 млн т.


Читать полностью: http://quote.rbc.ru/news/fond/2011/10/06/33438295.html

В зависимости от способа добычи и горнопроходческих условий, отвалы пустой породы могут составлять от 20 до 60% при эксплуатации. При этом, 10-20% этих отвалов, может состоять из неизвлечённого обогащением угля.

[Parf]

Минэнерго РФ: Добыча угля в России в январе-сентябре 2011г. увеличилась на 2,8% - до 240,412 млн т.

Quote.rbc.ru 06.10.2011 15:17

Добыча угля в России в январе-сентябре 2011г. по сравнению с аналогичным периодом 2010г. увеличилась на 2,8% - до 240,412 млн т, говорится в материалах Министерства энергетики (Минэнерго) РФ. В сентябре 2011г. этот показатель вырос на 5,2% против того же месяца годом ранее - до 27,799 млн т.


Читать полностью: http://quote.rbc.ru/news/fond/2011/10/06/33438295.html

Это явно не "миллиарды тонн в день".

Надо ещё учитывать несимметричность потока: спускать будут гораздо больше, чем поднимать. Причём со спускаемой рудой можно особо не нежничать, что упрощает задачу её доставки на Землю.

[Дмитрий Виницкий]

Умножьте на остальную добычу. В год в человеческий оборот, действительно, вовлекаются миллиарды тонн горных пород.
Вы находитесь под воздействием идеи фикс, что где-то далеко, есть астероиды, которые могут дать более дешёвые полезные ископаемые, чем на Земле. И понимать простую аргументацию о невозможности этого, не можете.

[Parf]

Итак, пока что логических аргументов против добычи ресурсов с астероидов нет - только эмоции. Мне эмоционально грузопоток из космоса в миллиарды тонн в год (не в день, конечно) с сопутствующими отходами и проблемами для биосферы Земли тоже не шибко нравится. Но против логики не попрёшь.

P.S. Насчёт снабжения внеземных колоний с астероидов почему-то вообще нет возражений. Хотя на других сайтах мне указывали на возможность снабжения, например, венерианской колонии с Меркурия, или существования лунной базы исключительно на собственных ресурсах. Не знаю, насколько серьёзно стоит воспринимать такие возможности. :roll:

[Дмитрий Виницкий]

Вы не видите логики в очевидном. Зато пытаетесь найти логику в собственных беспочвенных фантазиях. Космические поселения вы изначально воспринимаете, как возможные и необходимые. Отсюда проблемы с реальностью.

[Kvakosavrus]

Итак, пока что логических аргументов против добычи ресурсов с астероидов нет - только эмоции.

Разве кто-то возражает против самой возможности добычи?
Никто не мешает добывать железо с астероидов (нефть с Титана, водород с Солнца и т.п.)  
Непонятно только зачем это делать.