¿Es económica la recolección de asteroides?

Dado el nivel tecnológico aproximado de nosotros los humanos hoy en día.

¿Hay suficiente de cada material que necesita nuestra civilización moderna en los asteroides para que esto sea económico? ¿Y los materiales se usarían para cosas en el espacio o se llevarían a la superficie?

Considere lo siguiente / tome como dado:

  1. No se necesita ser humano para supervisar directamente el proceso de minería. A los ingenieros se les ocurrió una instalación de minería configurada y olvidada, que solo necesita algunos comandos de Home-Control de vez en cuando.

  2. Es posible llevar la instalación minera a cualquier lugar del sistema solar. Estoy interesado en el proceso de enviar recursos, no en configurar el sistema.

  3. Los buques de carga se pueden construir en el espacio, pero solo bajo supervisión directa (los humanos deben estar cerca, el muelle espacial perfecto aún debe construirse), y no es necesario que el buque que transporta la carga a la Tierra también lo derribe. a la tierra.

Para resumir: ¿Tiene sentido comenzar a recolectar asteroides en los próximos 100 años?

Respuestas (9)

La economía de la minería en el espacio es muy cuestionada, con algunas estimaciones que reclaman hasta 20 billones de dólares en metales preciosos e industriales en un solo asteroide, mientras que otros señalan que cualquier esfuerzo por extraer estos materiales y traerlos de vuelta a la Tierra en masa necesariamente inundará el mercado y hará que los precios se desplomen, potencialmente (o probablemente, o incluso definitivamente, dependiendo de a quién le preguntes) haciendo que todo el esfuerzo sea contraproducente. Francamente, si los expertos ni siquiera pueden ponerse de acuerdo sobre si sería o no económicamente factible extraer asteroides y traer los materiales a la Tierra, dudo que podamos dar una respuesta sólida de cualquier manera.

Sin embargo, donde la minería espacial podría destacarse es en la industria basada en el espacio. Actualmente, según la NASA , cuesta US $ 10.000 por libra poner cualquier cosa en el espacio. Si bien el objetivo de la NASA es reducir eso a alrededor de $ 100 por libra para 2025, todavía no tienen nada que pueda hacer eso, e incluso si lo logran, pongámoslo en perspectiva: a ese costo más bajo posterior a 2025, Costaría más de 81,6 millones de dólares poner la ISS en órbita, lo que, si bien es una hazaña impresionante en sí misma, es bastante limitada en su escala y demasiado pequeña para algo que se considere remotamente "industrial".

Dados los altos gastos generales, no es de extrañar que realmente no estemos haciendo mucho por ahí. Pero si podemos poner en órbita materias primas más baratas, entonces, de repente, la economía de la industria espacial se vuelve mucho más amigable: es mucho más barato moverse en el espacio que luchar contra la gravedad y escapar de la superficie de la Tierra. Solo mire las misiones Apolo: compare qué tan grande era el cohete Saturno V que tenía que llevar el CSM/LM al espacio, con qué tan pequeño era el CSM/LM para llegar hasta la luna, aterrizar en ella y regresar. en órbita lunar (en una órbita retrógrada en eso (una consecuencia de la trayectoria de retorno libre que Apolo tomó a la luna), ¡mucho más costoso que progrado!), Y luego regresa a la Tierra. Números sólidos: 1.000 veces másmasa necesaria para recorrer 2.000 km de la necesaria para recorrer casi 800.000 km!

Entonces, ¿qué haríamos con la industria basada en el espacio? Si bien hay algunas cosas de súper alta tecnología que simplemente funcionan mejor para fabricar en microgravedad que aquí en la Tierra, en su mayor parte cualquier cosa hecha en el espacio sufriría los mismos rendimientos decrecientes contraproducentes si tratamos de fabricarla para el propósito de traerlo de vuelta a la Tierra. Eso no significa que no se hará, podría ser una buena manera para que algunos fabricantes obtengan una ventaja sobre su competencia: la industria basada en el espacio probablemente existiría para dar servicio al espacio, no a la Tierra. Lo que significa que probablemente no la tendremos hasta que la necesitemos, es decir, no tendremos una industria basada en el espacio hasta que hagamos cosas en el espacio que se beneficien de ella (vivir en estaciones espaciales, colonización extraterrestre , turismo espacial, etc.); el Catch-22 es que (probablemente) ganaremossin la industria basada en el espacio, aunque incluso entonces la industria basada en el espacio probablemente sería más barata que hacer volar cosas desde la Tierra.

Si realmente desea traer cosas a la Tierra desde el espacio, siempre puede construir cápsulas de estilo "dropship" baratas y de un solo uso en el espacio y, literalmente, dejarlas caer a la Tierra. El costo es luchar contra la gravedad; usarlo como su versión de un controlador de FedEx es bastante rentable. Solo tenga cuidado con la ley fundamental de la economía: a medida que aumenta la oferta de algún producto/material, a menos que también aumente la demanda en la misma proporción (poco probable), los precios necesariamente bajarán, lo que, por supuesto, reducirá las ganancias que de otro modo podría obtener. han ganado.

Buen punto sobre los bucles de retroalimentación de oferta/demanda; según The Economist, el fracking está viendo algo de eso en este momento.
@Smithers No había escuchado eso, pero no me sorprende. La verdadera pregunta que dudo que alguna vez se responda de manera concluyente (al menos no hasta que estemos realmente haciéndolo ) es si el aumento en la oferta que trajo mi minería espacial hará que los precios bajen lo suficiente como para borrar las ganancias; si no es así, inevitablemente habrá alguien que lo haga, eventualmente. Alternativamente, salir al espacio podría aumentar la demanda lo suficiente como para compensar el aumento de la oferta, al menos parcialmente. ¡ Posiblemente incluso lo suficiente como para hacer subir los precios!
¡ Pero es oro espacial !
Poner algo en órbita terrestre (como la ISS) es un juego de pelota completamente diferente en comparación con lanzar algo a un asteroide y regresar . (Y mucho menos si arrojas un objeto básicamente incontrolado en curso de colisión con la Tierra. ¿Puedes decir un seguro de responsabilidad civil?) En cuanto a Apolo, con toda justicia, la mayor parte del combustible se quemó (y como resultado, la mayor parte de la masa se convirtió inútil) simplemente despegando unos kilómetros del suelo; la primera etapa duró unos pocos cientos de segundos desde el encendido del motor principal, según recuerdo. Después de eso estuvieron en control de crucero gracias a la gravedad y la inercia.
Sí, ni siquiera va a responder. Si la industria espacial es económica, entonces la minería espacial es económica. Aunque cabe señalar que los asteroides podrían no ser el lugar. IIRC, las lunas marcianas tienen un Delta-V más bajo para llevar recursos a la órbita de la Tierra y muchos otros posibles lugares tempranos de la industria. Por lo tanto , la minería de asteroides podría requerir industria en el cinturón de asteroides real u otros lugares serían fuentes preferibles de materiales.
@MichaelKjörling Exactamente mi punto: se necesita mucho para salir del pozo de gravedad de la Tierra, y mucho menos para ir a cualquier otro lugar una vez que estás en el espacio. Sí, la órbita terrestre y otro asteroide son juegos de pelota muy diferentes, pero ese no es el punto: entrar en órbita es el primer paso, y es genial; ir al asteroide y regresar es un juego de niños en comparación (al menos en lo que respecta a la energía requerida: la navegación es otra bola de cera, pero creo que eso está fuera del alcance de esta pregunta de todos modos).
Ahora tengo una vívida imagen de FedEx arrojando paquetes a través de la atmósfera superior hasta mi puerta, todos chamuscados y rotos.
Algo más a tener en cuenta es que algunos tipos de industrias espaciales pueden alimentar a la Tierra sin arrojar materia física por el pozo de gravedad. Por ejemplo, energía solar basada en el espacio ( en.wikipedia.org/wiki/Space-based_solar_power#Orbital_location )

La respuesta de Kromey fue un muy buen tratado sobre la improbabilidad de utilizar la minería de asteroides para traer materiales o productos a la Tierra. Un método rápido y sucio para obtener el contenido de un asteroide rico en minerales sería redirigirlo al planeta donde queremos los minerales y simplemente dejar que se estrelle por sí solo. Eso podría ser un problema en casi cualquier parte de la Tierra, pero no en otros planetas/lunas.

Supongamos que algún día tenemos una colonia permanente en Marte, pero Marte carece de ciertos elementos pesados ​​que damos por sentado en la fabricación de la Tierra. En lugar de enviar paquetes de atención regulares de estas sustancias extraídas de la Tierra, podríamos redirigir (por ejemplo) un asteroide rico en níquel para que se estrelle contra Marte a unos cientos/miles de millas de cualquier asentamiento humano actual y darles a los colonos un níquel semi-artificial. mía. Después de un paquete de atención único lleno de equipos de minería y refinación de minerales, los marcianos pueden obtener su propio metal y construir sus propias máquinas con él.

El hierro es un mal ejemplo. A Marte no le falta hierro, ¿de dónde crees que viene ese hermoso color rojo? ¿Níquel, tal vez? Eso es abundante en ciertos asteroides, útil para la industria y, según Wikipedia, se ha encontrado en Marte "en pequeñas cantidades", por lo que posiblemente sea demasiado escaso para satisfacer fácilmente las necesidades de los colonos de Marte.
Por supuesto que el planeta rojo no quiere hierro ¬_¬ Editado para corregir ese lamentable descuido.
No me importaría que una gran roca de platino viniera a dar un paseo con una idea de mina artificial. Podría ser una historia en eso.

Buena respuesta en space stackexchange por @PearsonArtPhoto:

En mi humilde opinión, la parte más interesante:

Entonces, ¿qué se necesita para que una operación de minería espacial sea rentable? Fabricación. Si puede desarrollar un conjunto autónomo de robots de fabricación, entonces podría hacer que algo funcione. A menudo se cita una cifra de 2600 millones de dólares para alcanzar el punto de equilibrio, pero eso depende de que esta robótica avanzada funcione. Podría funcionar, pero creo que solo el tiempo lo dirá.

También hay todo un mundo de posibilidades de fabricación en microgravedad que apenas se ha tocado. Es mucho más fácil hacer algunas cosas en microgravedad, pero todavía no hemos explorado mucho ese espacio.

https://space.stackexchange.com/questions/633/what-resources-could-be-gained-from-asteroid-mining-that-would-be-worth-the-effo

Gracias por tomarse el tiempo para encontrarlo, es un buen enlace a las respuestas de los expertos.

El principal costo del transporte de mercancías por el Sistema Solar es luchar contra los pozos de gravedad de los planetas. Mover material desde el cinturón de asteroides a la órbita terrestre es relativamente barato en términos de combustible, si tienes la tecnología. Arrastrar material desde la superficie de la Tierra es costoso, al igual que arrastrarlo hacia la superficie.

Si la idea es traer el material a la superficie de la Tierra, el costo probablemente será prohibitivo. La ventaja vendría si lo necesitaras en la órbita terrestre.

“Si la idea es traer el material a la superficie de la Tierra, el costo probablemente será prohibitivo”. Ah, los escudos térmicos son bastante baratos, ¿verdad? Si la tierra no tuviera atmósfera, sería cara. Luchar contra la gravedad de la tierra es un problema de una sola vía.
No estoy seguro de que el riesgo de lanzar bombas de meteoritos sobre el planeta para darnos hierro sea una mejor respuesta que extraer hierro del planeta. ¿Recuerdas cómo teníamos que buscar las cápsulas espaciales con un portaaviones?
@Steve: sí, los escudos térmicos son baratos en la Tierra, pero también bastante inútiles. Los escudos se volvieron bastante caros cuando necesitas pagar unos cientos o miles de dólares por libra extra para ponerlos en órbita, para que puedas usarlos. Oldcat tiene 100% de razón, la parte costosa mueve bien los materiales hacia arriba y hacia abajo por gravedad, y será prohibitivamente costoso durante mucho tiempo. Ascensor espacial alguien?
Si tuviera eso, entonces la necesidad de cazar asteroides se reduciría.

En general, el principal beneficio de extraer asteroides en el espacio sería construir cosas en el espacio, como estaciones espaciales y naves. Una vez que podamos extraer asteroides y procesar las materias primas en piezas de naves espaciales, etc., se reducirá drásticamente el costo de hacer una estación espacial de un tamaño razonable, digamos una que tenga un par de kilómetros de ancho para que pueda girar y tener una gravedad decente.

Es un área de investigación activa: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-25716103

El oro y los metales preciosos relacionados son particularmente interesantes. Tienen una buena densidad de valor, utilidad en el espacio y son solubles en hierro, por lo que tienden a terminar en los núcleos planetarios. En la tierra, están finamente distribuidos en la superficie.

El iridio y el rodio son aún más raros y tienen un uso industrial.

La minería de oro tiende a ser ambientalmente destructiva; las minas pueden derramar mercurio y arsénico en las capas freáticas circundantes. Esto no es un problema en el espacio, aunque necesitará un buen sistema de reprocesamiento de reactivos ya que no hay agua adicional disponible. Nadie se quejará realmente si reemplaza un asteroide con un campo de desechos tóxicos.

"Nadie se quejará realmente si reemplaza un asteroide con un campo de desechos tóxicos". -- Yo no apostaría por eso.

"Abajo es fácil", pero me pregunto si la entrega de astrobienes se convertirá en una fuente de contaminación en sí misma. Imagine mineral refinado en forma de cápsula y use escoria como escudo térmico ablativo. La escoria se quema en el camino hacia abajo, por lo que eventualmente querrán mantener varios elementos fuera de ella, o impulsar soluciones más ecológicas como aerodeslizadores o tecnología futura como skylanes magnéticos superconductores.

Creo que esta es solo una solución rentable en algunas circunstancias.

  1. La plataforma de minería inicial debe ser pequeña y debe usarse para construir el resto del aparato de minería.

    • Envías una misión pequeña y barata para construir la gran monstruosidad que será la operación minera permanente. Esto reduce los costos reales de enviar cosas desde la tierra contra la gravedad.
    • Utiliza las mismas técnicas de fabricación para construir exponencialmente más hasta que extrae todo lo que puede manejar.
    • Establece un astillero cerca de estos suministros que puede fabricar todos los componentes que necesita.
    • Todo esto es muy complicado y requeriría una gran cantidad de intervención humana para configurarlo. La fabricación de componentes delicados para naves espaciales sería especialmente difícil, ya que no lo hemos hecho en condiciones de baja gravedad y tendría que pasar por algunos procesos de refinado muy delicados. Con suficiente investigación debería ser factible.

  2. La fase 2 implica la construcción de sus buques de transporte. Construyes varios de estos, los pones en una trayectoria orbital que minimiza la necesidad de combustible y usas la gravedad para dejar caer paquetes de materiales a la tierra/otras colonias.

  3. El valor real de todo esto es el patio espacial. Si puede construir naves espaciales sin la necesidad de luchar contra la gravedad de la Tierra, habrá reducido drásticamente el costo de las misiones espaciales. La parte difícil es llevar a los humanos allí, pero puedes construir una nave de exploración del espacio profundo que no esté restringida por el peso de lo que puede escapar de la Tierra.

Hazlo económico:

Paso 1: configurarlo. El costo es realmente alto, pero presumiblemente después de configurarlo, el costo marginal de una tonelada adicional de mineral es mínimo.

Paso 2: Inunda el mercado con mineral ultra barato. Hacer que toda la minería terrestre quede fuera del negocio (ni siquiera es una mala idea dado el efecto de contaminación de las minas terrestres). Ahora tienes un monopolio.

Paso 3: Vuelva a aumentar los precios para recuperar su inversión inicial (más un poco adicional, por supuesto).

(Repita los pasos 2 y 3 si alguien intenta volver a abrir una mina. Haga esto varias veces y las personas (empresas) recibirán el mensaje).

Para obtener ganancias adicionales: rechace el suministro a cualquier persona que pueda estar trabajando en la creación de un complejo minero similar en el espacio. Esto sería difícil de hacer a la perfección, pero incluso si se hiciera de manera imperfecta, aumentaría aún más la competencia de costos.

Y como bono especial: use su presencia relativamente grande en el espacio para que le sucedan "accidentes" a cualquiera que logre comenzar a competir.

"Presumiblemente, después de configurarlo, el costo marginal de una tonelada extra de mineral es mínimo". No; el costo marginal es cualquier cosa menos mínimo. Al menos con cualquier cosa que se parezca a la tecnología actual, y más aún si no está produciendo combustible in situ tanto para la operación minera como para el envío de material a la Tierra. Como, por ejemplo, Oldcat señala, luchar contra la gravedad es difícil en ambos sentidos, y simplemente dejar caer cosas pesadas sobre la Tierra podría tener ciertas implicaciones de responsabilidad.
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