Si bien Júpiter es el más cercano (y tiene una abundancia de todos los recursos en su sistema de lunas y recursos energéticos que podrían extraerse de la magnetosfera), está buscando específicamente 3He, por lo que Júpiter se convierte en un no iniciador.

Cualquiera que intente extraer 3He de la atmósfera de Júpiter estará luchando contra campos de radiación masivos, un pozo de gravedad muy profundo y enormes costos de energía para llegar y salir de Júpiter propiamente dicho (a diferencia del sistema joviano). Impulsar 3He desde un globo en la atmósfera de Júpiter o usar algún tipo de estatorreceptor que se sumerja en la atmósfera requerirá cantidades masivas de energía para alcanzar la velocidad de escape, sin mencionar la violenta y turbulenta atmósfera de Júpiter.

Saturno es otro objetivo, con condiciones más suaves y recursos adicionales (especialmente la atmósfera y los océanos de hidrocarburos de la luna Titán), pero navegar a través del sistema de anillos podría ser un riesgo demasiado grande para los mineros de la atmósfera que buscan extraer 3He.

Tendrías que ir más lejos y explorar la atmósfera de Urano. El ambiente de radiación es muy suave, la velocidad de escape es bastante razonable e incluso el sistema de anillos no es tan desalentador para navegar por los barcos mineros (aunque todavía hay una posibilidad finita de impactar con las partículas del anillo al entrar y salir de la atmósfera).

La desventaja de esto es que estás a una gran distancia del sol y de los mercados. Cualquier carga útil a la Tierra (o envíos de mineros y equipos desde la Tierra) necesitaría un impulso adicional de 11 km/s para entrar en una trayectoria de energía mínima, y ​​esencialmente tardaría años en llegar a su destino. Para los camiones cisterna criogénicos automatizados de 3He, esto puede no ser un problema (siempre que la "tubería" esté llena de camiones cisterna que llegan regularmente, el mercado está satisfecho), pero no tanto para las personas.

Otro problema es que los largos tiempos de trayectoria generan interesantes problemas de mercado. Un aumento repentino en la demanda no se puede satisfacer con los petroleros que llegan actualmente o los que están en la "tubería", y un aumento en la producción dará como resultado un aumento de la oferta que llegará al mercado posiblemente una década después (dependiendo de las alineaciones orbitales, etc.). Podemos ver esto en el mercado del whisky hoy en día, un aumento en la demanda está aumentando los precios, pero el nuevo "single malt" ni siquiera será comercializable hasta dentro de 5 a 12 años, dependiendo de los estándares de envejecimiento de la destilería. Solo lo que ya está en los almacenes estará disponible para la venta en el futuro previsible. Entonces, uno de los puntos de su trama podría ser las maquinaciones de los comerciantes de "futuros" que intentan pronosticar el mercado y manipular la oferta y la demanda para maximizar las ganancias.

Entonces, si su historia gira en torno a la extracción plausible de 3He en el futuro medio, les diría a los personajes que "¡diríjanse a Urano, jovencito!".

El hidrógeno (deuterio) parece obvio. Dado que es un gas ligero, debería ser abundante en la atmósfera superior, por lo que es comparativamente fácil de obtener.
El deuterio (H-2) es necesario como combustible para los reactores de fusión.

Todo.

Curiosamente, encuentro que esta pregunta está fuertemente relacionada con otra, Powering the interplanetary trade ships of the 23rd-24th century, y con diferentes preguntas sobre comercio y economía espacial que tuvimos recientemente en WB.

En mi respuesta a la Q sobre el barco comercial, básicamente he demostrado que incluso el hidrógeno puro es útil como reactivo químico para la extracción de metales y (o) la reducción de óxidos en el agua y elementos puros. En mi opinión, vale la pena gastar 800 toneladas de combustible de fisión para poder separar elementos de un asteroide de 1 km de diámetro.

Como resultado, puede ayudar a construir diferentes construcciones en el espacio que pueden ayudar mucho mejor a la Tierra que simplemente tener una cierta cantidad de ³ He para la producción de energía. Las construcciones en el espacio pueden resolver el mismo problema energético que el ³ He, pero no solo pueden satisfacer nuestras necesidades energéticas sino también regular el clima en la tierra y hacer otras cosas planetarias.

El hidrógeno se puede usar como masa reactiva para la propulsión reactiva de los barcos, lo cual es importante: ecología espacial, usar un elemento con gran abundancia, etc.

Entonces, la respuesta a la pregunta "recurso interesante" es - Todo. Todo, desde un gigante de gas, es interesante y tiene sentido transportar grandes cantidades si tiene una tecnología para eso.

Composición y usos

fuente no muy científica para composiciones atmosféricas como tabla.

Júpiter es la fuente más cercana (excepto el Sol) de hidrógeno molecular, que puede usarse como reductor para muchos procesos y como un método económico para unir oxígeno y almacenarlo en forma de agua, en lugar de perderlo, liberarlo. , o trate de mantenerlo a temperaturas criogénicas.

Todos los gigantes gaseosos son buenas fuentes de hidrógeno porque el lugar más cercano donde uno puede encontrar hidrógeno flotando libre en forma de asteroides está a una distancia de aproximadamente 900 AU (o probablemente incluso más lejos, si es que lo hace, hm, no estoy seguro y es perezoso de calcular, pero hay un la temperatura será de aproximadamente 10 K y el hidrógeno puede formar hielo)

Hidrógeno: reductor, masa reactiva, medios baratos para unir oxígeno, medios baratos para producir agua

D, ³ He, He, Carbon, N - son solo subproductos, cada uno tiene su propio uso, son subproductos muy útiles.

Viabilidad.

La respuesta cómo obtener es un poco más difícil que responder qué obtener.

Un anillo orbital como este puede ayudar a resolver el problema, pero ellos mismos tienen problemas tecnológicos que deben resolverse.

Hay muchos problemas que deben resolverse antes de que los recursos mineros de Gas Giants sean viables. Vientos, gravedad, delta-v: no son los primeros problemas aquí.

La fuente de energía es la primera en resolver, porque levantar materia de Júpiter y lanzarla es costoso en energía. La velocidad de escape de Júpiter es de 59,5 km/s y eso es 28 veces más caro desde el punto de vista energético que para la Tierra. El reactor termonuclear resolverá fácilmente el problema y puede ser el mayor consumidor en el sistema solar para cualquier ³ He que pueda extraer de Júpiter.

Un anillo orbital o un buen motor termonuclear pueden resolver el problema con delta-v. El anillo será más eficiente energéticamente, pero para construirlo necesitará una demanda significativa de recursos de Júpiter o cualquier GG.

Un poco más de tecnología avanzada: construir un anillo, usar reactores termonucleares y motores termonucleares, cables espaciales, y sin problemas, pero por ahora, (en este momento) no tenemos tecnología que pueda ayudarnos a cosechar recursos gigantes gaseosos.

Las lunas de gas gigante son opciones más viables e interesantes: carbono, carbono-hidrógeno, N ₂ , NH ₃ . (agua en asteroides -> Ceres) Y esos recursos pueden usarse para construir anillos, reactores, etc. cuando llegue el momento.

Básicamente, necesitamos un anillo de la respuesta , un cable espacial, un cohete de fisión o mejor, un reactor de fisión o mejor, y estamos listos para enviar el Todo desde un gigante gaseoso. Todo el suministro de elementos ligeros será del gigante gaseoso durante mucho tiempo, 50 años, hasta que hagamos esa materia activa (casi toda la respuesta es relevante para la extracción, pero la primera parte para buscar tecnología es Nota sobre chatarra de Venus, elefante serpiente ). Los nanotubos de carbono son el material del Futuro, que nos permiten resolver todos los problemas de extracción de materia de los gigantes gaseosos, de esta u otra forma, lo único que necesitamos es dominar la fabricación de tubos más largos y la fabricación de dispositivos a partir de ellos.

Júpiter (el gigante gaseoso más cercano) por He^3.
El helio III, el isótopo más ligero, es extremadamente raro (el He^4 es mucho, mucho más común) y se teoriza como un excelente combustible para la fusión nuclear, si tan solo pudiéramos obtener suficiente. Ha habido propuestas técnicas bastante detalladas para extraer material de la superficie lunar para el He ^ 3 que se ha acumulado allí del viento solar del sol; así de valioso creemos que es/probablemente será. Operar en el espacio cis-joviano no es para los débiles de corazón humano o robótico; la alta radiación y los campos magnéticos causan todo tipo de rarezas desafiantes.

Escasez de helio

La preocupación reciente sobre nuestro suministro de helio , aunque ahora no es una preocupación importante para nosotros, señala el gran interés de la humanidad por tener suficiente helio. Entonces, el helio podría ser un elemento que se usa en exceso y, por lo tanto, requiere minería extraterrestre.

Para justificar esto, quizás en el futuro, alguna nueva forma de tecnología hambrienta de helio, o un aumento significativo en la tecnología existente que usa helio, haga que los suministros de la Tierra sean insuficientes.

Mientras no encuentre Tibanna Gas , la mayor cantidad de gas que encontrará en nuestros gigantes de gas solar será hidrógeno, con el 85-95% de las atmósferas. Los otros gases están en algún lugar entre el 5% y a quién le importa (consulte Wikipedia para obtener más detalles).

Depende de tu economía si es adecuado extraer gas allí o si algún otro planeta sólido tiene más recursos.

Por supuesto, si en última instancia tiene que ser un gigante gaseoso, necesita un movimiento manual para agregar el gas de su elección.

Para obtener hidrógeno-2 (deuterio) y helio-3 para un cohete de fusión al estilo del Proyecto Dédalo, Neptuno sería el gigante gaseoso más amigable. Tiene un pozo de gravedad relativamente poco profundo, relativamente pocos desechos orbitales y una gran luna de hielo con abundante agua (Tritón) y gira lo suficientemente lento como para no tener cinturones de Van Allen letales. Es un camino largo, muy largo, pero sería mucho más fácil manejar el espacio cis-Neptuno relativamente amigable que la radiación letal que impregna el espacio cis-Júpiter.

La investigación actual sobre fisión parece estar basada en el deuterio y el tritio, debido a la barrera de Coulomb más baja (barrera de energía para unir núcleos cargados positivamente). Eso no quiere decir que no será útil en un futuro lejano. Sin embargo, extraerlo de Júpiter parece enormemente difícil, porque no se puede construir una base sólida allí.

Se tendrían que procesar cantidades absolutamente enormes de gas para obtener una cantidad significativa de 3He, y el procesamiento de enormes cantidades de gas requiere un equipo enorme o de alta presión. Tal unidad de procesamiento estaría mejor ubicada en un cuerpo sólido, y no tan adentro del pozo de gravedad de Júpiter.

Astillero Joviano

Creo que el sistema joviano es el lugar correcto para considerar, ya que los otros planetas gigantes están demasiado lejos de la Tierra. Miraría sus lunas, que son extraordinariamente diversas y, de hecho, te permitirían apreciar la belleza (y la inmensidad absoluta) de Júpiter en el cielo (algo que no se puede apreciar desde el propio Júpiter).

Creo que el sistema de lunas jovianas puede ser el lugar perfecto para construir naves muy grandes en órbita (ya sean naves de generación o Estrellas de la Muerte). Cada luna puede aportar diferentes materias primas.

Para considerar sólo las cuatro lunas galileanas

yo

Cubierto de azufre y dióxido de azufre. El azufre se puede usar para hacer concreto de azufre (agregado unido con azufre que se ha derretido y luego se ha enfriado) y es inflamable.

Europa

Superficie de hielo de agua, probable océano subterráneo, rico en sales, con una atmósfera (aunque muy delgada) de oxígeno. Esto se debe a que el agua se fotoliza y el hidrógeno escapa al espacio, debido a la mayor velocidad térmica del hidrógeno en comparación con el oxígeno.

Ganímedes

Hielo sobre un núcleo de roca

Calisto

Cantidades iguales de hielo y roca, no bien diferenciadas (la roca no se ha hundido hasta el fondo)

Las primeras tres lunas están encerradas en una resonancia orbital entre sí, lo que produce enormes fuerzas de marea, que son responsables de calentar las lunas y producir volcanes y otros fenómenos. Por lo tanto, existe una rica fuente de energía geotérmica en estas lunas, sin la necesidad de células solares que serían muy ineficaces a esta distancia del sol (o tecnología nuclear, que probablemente sea un requisito para viajes espaciales extensos, pero tal vez debería conservarse). para cuando más se necesita).

Delta v para la transferencia entre las diversas lunas de Júpiter son muy razonables, consulte la esquina inferior derecha de http://www.projectrho.com/public_html/rocket/images/mission/deadfrog42.png

cosas extraterrestres

A diferencia de las materias primas que podrían estar presentes en la vida real (por ejemplo, grandes diamantes), podría haber materiales extraños en esta luna. Puede seleccionar a mano lo que mejor se adapte a su trama.

Esta podría ser una antigua tecnología alienígena que no podemos replicar. Los mineros están hurgando en un antiguo depósito de chatarra alienígena. Puede haber piezas grandes y pequeñas, con valor y utilidad intrínsecos, por ejemplo, un pequeño motor de fusión en frío o un generador de punto Z roto. Un disruptor cuántico casi en funcionamiento sería un premio lo suficientemente grande como para que un minero se retire a la cálida Vladivostok.

O podrían ser formas de vida extraterrestre. Por ejemplo, alguna forma de vida cristalina autorreplicante, cuyas esporas pueden establecer una plantilla utilizada para restaurar las células dañadas por la radiación. O alguna forma de vida capaz de formar una simbiosis con las plantas de cultivo de la Tierra de modo que puedan sobrevivir al duro clima de Venus.

Urano.

Velocidad de escape más lenta entre los 4 gigantes gaseosos del Sistema Solar. Característica atractiva: helio-3 y deuterio para producir una fusión de semineutrones La densidad de energía de esta fusión es del orden de 353 billones de julios por kg.

La fusión deuterio-helio-3 produce el 24% de la energía de rayos X ''20%'' y el 4% en neutrones, dejando el 76% de los 353 billones de julios en partículas cargadas que pueden usarse directamente para la conversión directa en energía por eliminando el método de la turbina de vapor y abriendo la oportunidad para un medio de conversión más eficiente que puede alcanzar conservadoramente el 88% y la propulsión con ese tipo de velocidad de fusión. Es posible hasta un 7,72% de la velocidad de la luz, considerando solo la densidad de energía del 76% de las partículas cargadas, si es posible utilizar el 100% directamente para el agotamiento.

Pensando solo en el helio-3 contiene un promedio conocido de 2 masas terrestres de hidrógeno y helio si consideramos que el 30% es helio por lo que Urano tiene un 60% de masa terrestre de helio, considerando la abundancia de la Nebulosa Primordial, que por cada millón de partes de helio 100 es helio-3, y mientras helio-3 tiene una masa de 75% helio-4, hay un total de 268,650,000,000,000,000 cuatrillones de toneladas de helio-3 en total Urano o$268,65 \cdot 10^{17}$toneladas de helio-3. equivalente a 206.650 millones de veces las reservas de helio-3 en el regolito lunar si tenemos en cuenta que hay un total de 1,3 millones de toneladas de helio-3 en el regolito lunar.

A diferencia de Saturno o Júpiter, Urano concentra su helio en las capas superiores, el interior del planeta es rico en volátiles de hielo de agua y metano, que a su vez comprenden una fracción de hidrógeno que, para el hielo de agua, es del orden de 11,2 %, quizás este hielo total abajo agregará 1.1 masa de hidrógeno de la tierra con el oxígeno restante y el metano formador de carbono cuando se combina con hidrógeno. En Júpiter y Saturno, el helio está bien distribuido en las capas de los dos planetas.

Si estamos hablando de una civilización potencial que controle artificialmente la fusión nuclear en los reactores y sea capaz de usarla para la propulsión y la generación de energía, entonces estamos hablando de una civilización posterior a la escasez que tampoco estaría atada al destino de su estrella madre. algún día saldrá a la luz, por lo que los gigantes gaseosos o gigantes de hielo como Urano o Neptuno son verdaderas reservas de mega fusión de combustible para estas civilizaciones, incluso considerando solo deuterio + helio-3 o deuterio - deuterio catalizado por + deuterio ''creación de deuterio' ' 'o la fusión completamente aneutrónica de helio-3 + helio-3. Entonces, el único recurso realmente valioso aquí es el helio-3 y el deuterio, siempre que su civilización ya tenga el dominio de la fusión nuclear artificial de ganancia exponencial.

Sin embargo, sólo cuando todas las demás fuentes de deuterio se hayan agotado porque por cada$km^3$de hielo de agua en otros cuerpos del Sistema Solar en el caso rocoso puede haber 34.900 toneladas de deuterio potencial que puede usarse para la fusión de deuterio catalizada y también para producir helio-3 a medida que se fusiona a partir de la fusión DD. No hay otros recursos que sean lo suficientemente valiosos en el Sistema Solar para extraerlos de nuestros Gigantes Gaseosos, excepto el deuterio y el helio-3, y en cuanto a que el núcleo de estos planetas se llene de metales valiosos, es mucho más fácil.

La civilización podría usar el mismo patrón para extraer helio-3 de las enanas marrones que ya han agotado su suministro de deuterio pero que carecen de energía suficiente para agotar el helio-3, por lo que elegirían enanas marrones lo suficientemente frías como para proporcionar acceso a la extracción atmosférica de helio-3 + La fusión de helio-3 tiene una densidad de energía por KG del orden de 207,5 billones de julios por KG, muy por debajo de la fusión de deuterio + helio-3, pero vale la pena recordar que la fusión de helio-3 + helio-3 es 100% aneutrónica y potencialmente produce sólo la mitad de los rayos X producidos por la fusión deuterio-helio-3.