¿Será rentable la minería de asteroides en un futuro previsible?

Veo que la extracción de asteroides ya se ha discutido ampliamente en el contexto de la tecnología actual (por ejemplo, ¿ es económica la recolección de asteroides? ) Y la respuesta es un "No" definitivo: no es económico desde la perspectiva de la Tierra.

Pero ¿qué pasa con el futuro? Suponiendo que una serie de tecnologías verían un gran avance, ¿tendría sentido algún día traer materiales del espacio a la Tierra? Supongamos que tenemos al menos lo siguiente:

  1. Ascensor espacial. Cualquier cosa, incluidas las naves del tamaño de la ISS, se puede elevar a la órbita geoestacionaria por un costo de energía puro, y la energía se puede recuperar de manera efectiva cuando bajamos la carga a la Tierra;

  2. Fusión nuclear. Podemos equipar nuestras instalaciones espaciales con un suministro de energía de órdenes de magnitud superior al actual y no depender de conjuntos masivos de paneles solares;

  3. Robótica avanzada. Todas las instalaciones mineras y buques de carga pueden ser operados por la IA;

¿Crees que tendría sentido extraer los asteroides y traer los materiales a la Tierra en 100 o 200 años?

PS También hay algunas suposiciones para este escenario:

  1. La transmutación nuclear todavía no es económicamente viable en este período de tiempo;

  2. Los productos manufacturados todavía tienen una gran (y creciente) demanda en la Tierra. Podemos traer materias primas, o refinarlas en el espacio, o construir productos de consumo completos en el espacio y bajarlos, lo que sea más económico.

Creo que probablemente todavía no sea viable traer materiales a la Tierra, pero, para construir cosas en el espacio, podría ser una buena opción. Iirc Phobos tiene los requisitos Delta-V más bajos para LEO de todos los cuerpos que contienen agua en el Sistema Solar, por ejemplo
¿Es esto realmente una cuestión de construcción del mundo o solo un sueño? No sabemos si será válido y cuándo, la tecnología no es un camino lineal como en un juego de computadora. Incluso podría ser válido por un par de años y luego ya no como lo fueron tantos grandes avances en la historia. Solo hazlo en tu mundo.
Para aprovechar al Sr. Anderson, el principal beneficio de la minería de astroides será tener materiales en el espacio. Llevar esos materiales a pozos de gravedad más pequeños, como la Luna y Marte, será más valioso que la Tierra. La fabricación directa en entornos de microgravedad sería aún más valiosa, pero más difícil.
@Raditz_35 a los efectos de esta pregunta, supongo que algunas de las tecnologías estarán disponibles en cierto momento en el futuro. También necesito mencionar que asumo que la transmutación nuclear no sería económica por el mismo período de tiempo. Si cree que la transmutación puede estar disponible antes de las 3 tecnologías que mencioné, o si alguna de esas 3 tecnologías no es realista, por supuesto que puede argumentar eso.
¿Nos está pidiendo que predigamos la viabilidad de la tecnología dentro de 100 o 200 años? Teniendo en cuenta que el 99,9 % de toda la tecnología humana se creó tan solo en los últimos 150 años, es una gran petición. ¿Cómo juzgará la mejor respuesta? ¿Qué sabemos de economía dentro de 2 siglos? ¿Estamos lidiando con el hecho de que todo el material de asteroides en el sistema solar es aproximadamente un tercio o menos del tamaño de la Luna? ¿Qué sabemos acerca de las necesidades materiales en el futuro? ¿Qué es valioso? ¿No tendremos minería profunda para entonces? Esto huele demasiado amplio y muy POB.
@JBH considera la lista de 3 tecnologías futuristas disponibles como un hecho. Si cree que otras tecnologías (como la minería de núcleo profundo) son más factibles que las 3 que mencioné, puede argumentarlo. Para las necesidades materiales del futuro, debemos suponer que se necesitarán algunos materiales fácilmente disponibles en los asteroides (sin entrar en detalles).
@Alexander, la lista de tres tecnologías disponibles no es suficiente para evitar estar principalmente basada en opiniones . Tal vez me estoy perdiendo algo, pero esto se siente más como una invitación a una discusión que como una pregunta específica y objetiva. ¿Cómo juzgará la diferencia entre "nunca lo será porque otras soluciones serán económicamente más viables" y "seguro!" Falta tanta información básica sobre su mundo que no puedo ver cómo juzgará una respuesta que no sea "Me gusta esa", que es la base de POB.
@JBH Como en cualquier otra pregunta, esperaría ver alguna argumentación científicamente válida. Crítico para la respuesta aquí (en mi humilde opinión) es el avance paralelo de otras tecnologías (particularmente las mineras). Entonces, esos factores deben mencionarse como contingencias en una respuesta debidamente detallada. La respuesta con la mejor lógica y la mejor ciencia debería ganar.
¿Por qué todo el mundo quiere minar el cinturón de asteroides cuando está esta enorme Luna a solo tres o cuatro días de distancia...?

Respuestas (4)

¿Traer de vuelta a la Tierra? Casi seguro que no. Como se mencionó en el otro hilo relacionado, todo lo que pueda encontrar en el sistema solar también puede encontrarlo aquí en la tierra, y generalmente en una abundancia mucho mayor y con mayor facilidad de recuperación, si lo compara con las dificultades que implica llegar a un asteroide y extraer mineral de él en un traje de vacío a millones de millas de cualquier lugar.

Sin embargo, como mencionó el Sr. Anderson en su comentario, el análisis de costo/beneficio cambia drásticamente tan pronto como comienzas a hacer mucho trabajo en el espacio, porque si puedes llevar tus materias primas al espacio, no tienes que levantarlas. un pozo de gravedad. Si puede fabricar su nave espacial y una variedad de herramientas y equipos y lo que no esté en órbita, tampoco tiene que sacarlos de un pozo de gravedad, por lo que la fabricación orbital y la minería de asteroides van de la mano en apoyo. Por lo tanto, en el momento en que necesite algo suficiente en el espacio para que sea más barato lanzar una fábrica en órbita para HACER esas cosas, en lugar de lanzarlas desde la superficie individualmente, entonces también comenzará a ser rentable apoyar esas fábricas con minería de asteroides.

Una vez que sea rentable hacer minería y manufactura en el espacio sin tener que lanzar nada desde el pozo de gravedad de la Tierra, ¿no podría ser también rentable enviarlo de regreso a la Tierra construyendo algo como un conductor de masa electromagnético en la luna o un gran suficiente asteroide? Si tiene minería y fabricación completamente automatizadas y autorreplicantes , entonces el costo adicional una vez que la primera unidad autorreplicante estuvo en su lugar podría ser cero.
@Hypnosifl Tal vez, pero creo que es más probable que en el punto en que sea rentable extraer cualquier cosa en el espacio, cualquier materia prima que PUEDA extraer será más valiosa en órbita que en la superficie de la Tierra.
Para reformular mi pregunta: ¿podrían las colonias espaciales algún día convertirse en un exportador neto de materiales a la Tierra?
El único caso que tiene sentido es acumular los elementos realmente raros, como los metales del grupo del platino y el iridio, y ocasionalmente exportarlos a la Tierra en masa. No exportará hierro o níquel a granel a la Tierra, sino a otras colonias y astilleros orbitales.
Pero OP ya mencionó un ascensor espacial. ¿No reduciría esto drásticamente los costos de "lanzamiento" a una cantidad casi insignificante? ¿O sigue siendo un coste energético relevante? [Tal vez el costo de oportunidad debido a la capacidad limitada sería el factor decisivo]
@Hobbamok suponiendo que un ascensor espacial es incompatible con la parte "en un futuro previsible" de la pregunta del título. Si asumimos que las hadas mágicas del espacio sacan a relucir cosas, entonces claro, todo es posible, pero el resto de la pregunta es irrelevante; y si nos atenemos a la etiqueta de 'basado en la ciencia', entonces no podemos suponer que un ascensor espacial funcione, eso es pura ficción.
@Peteris Estaba leyendo la pregunta completa (ya que llegué a aceptar los TÍTULOS de la pregunta como generalmente inútiles porque son demasiado simplificados) y OP declaró claramente: "Supongamos que tenemos al menos lo siguiente: 1. Ascensor espacial". Además, nunca se vuelve a mencionar un "previsible" en la pregunta, por lo tanto, lo ignoraría.
@Hobbamok sí, exactamente: señalo que la pregunta es inconsistente y hace suposiciones que son mutuamente incompatibles; entonces podemos responder la mayor parte de la pregunta (excluyendo la suposición del ascensor espacial), en cuyo caso se aplica esta respuesta; o podemos tomar esa suposición al pie de la letra, pero luego debemos reemplazar la etiqueta 'basado en la ciencia' con ficción, lo cual también está completamente bien, la construcción de mundos dentro de la ciencia ficción es un buen tema para este sitio.
@Peteris Respetuosamente no estoy de acuerdo, en mi humilde opinión, el ascensor espacial está "basado en la ciencia". Esto no es como la impulsión de Alcubierre o el motor sin reacción. Podemos discutir cada detalle sin desviarnos de la ciencia conocida o hacer suposiciones controvertidas.
Bigelow Aeroespace obtuvo un contrato para crear módulos habitables para la NASA. También cuenta con el proyecto de un hotel espacial. Tonelada de bienes raíces en LEO. Todos esos materiales van a pesar una tonelada, varias toneladas de hecho. Es más fácil fabricarlos en el espacio que levantar todas las cosas.

Definitivamente una buena inversión a largo plazo

El espacio es grande. Inserte la cotización de H2G2 aquí. Moverse en el espacio requiere mucha energía o mucho tiempo (incluso más tiempo de lo habitual) si está dispuesto a usar asistencias de gravedad de brujería ridículas.para obtener esa gran cantidad de energía de forma gratuita. Por lo tanto, con la configuración perfecta de los planetas, sería totalmente posible enviar naves automatizadas al cinturón de asteroides con un esfuerzo mínimo y, con suerte, no moverse demasiado rápido para desperdiciar energía y reducir la velocidad cuando llegue al asteroide que desea. Lo cual es importante, porque lo necesitaría todo para el viaje de regreso, ya que tiene mucha masa para enviar de regreso, que también usará la asistencia de la gravedad. Llevar su nave al espacio es gratis, ya que usted especificó que tenemos un ascensor para hacerlo, y no he tenido en cuenta el costo de dicho ascensor. Reducir la velocidad de los asteroides suena complicado, pero con suerte podemos encontrar algunos refuerzos cuando comience a acercarse.

El problema es que el uso de asistencias por gravedad requiere esperar a que los planetas se alineen, y podría llevar mucho tiempo, por ejemplo, eche un vistazo a la sonda solar Parker . Así que esto tomaría un tiempo. Fácilmente podría obtener unos pocos miles de millones de dólares de un asteroide (hasta que todos comiencen a hacerlo y las leyes de la oferta y la demanda se hagan cargo, de todos modos), solo necesitará paciencia.

Considere la Red de Transporte Interplanetario . Si está dispuesto a esperar años para que sus productos atraviesen el sistema solar, el transporte puede costar muy poco.
Nitpick: no obtienes energía gratis en las asistencias de gravedad, cuando haces una asistencia de gravedad de, por ejemplo, Júpiter, en realidad estás robando velocidad de Júpiter , haciendo que su órbita sea un poco más estrecha. No es un problema si lo haces ocasionalmente, pero puede volverse peligroso cuando empiezas a mover pequeñas lunas.

Energía

Realmente no necesitamos materiales en la Tierra, necesitamos energía. Si podemos usar los materiales para generar energía para la Tierra, resolveremos la mayoría de nuestros problemas.

Casi toda nuestra contaminación del aire es causada por la producción de energía. Si la energía pudiera crearse en el espacio (por ejemplo, energía solar emitida), eliminaría casi toda la contaminación del aire (coloque un corcho en las vacas para el resto). También podría usar esa energía para hacer funcionar los depuradores de CO2 y metano para revertir el daño.

Traer materiales de regreso a la Tierra solo aumentaría la contaminación física.

Dicho esto, podría valer la pena traer de vuelta materiales que solo se pueden crear en cero G. He oído que el "acero de espuma" tiene una muy buena relación resistencia-peso. Además, puede haber aleaciones que solo sean posibles en cero G. Dado que las sustancias no se separan por peso, ha habido mucha especulación sobre cosas como las aleaciones de plástico/metal. Esos materiales pueden no tener precio en la Tierra o pueden terminar siendo una forma elegante de realizar una tarea que pueden realizar materiales más simples y baratos.

El valor desconocido de los bienes materiales (aparte de convertir los metales escasos en productos básicos) hace que el argumento a favor de traer de vuelta la energía en lugar de los bienes físicos sea mucho más fuerte.

Si coloca los paneles solares entre la Tierra y el Sol, también puede contribuir un poco a reducir la energía solar que llega a la Tierra (se necesitaría una megaestructura para tener un impacto significativo).

¿Cómo se 'recupera la energía'?
Mencioné enviar energía solar a la Tierra. Ha habido planes durante décadas para orbitar paneles solares que utilizan haces de microondas para recibir paneles en la Tierra.
También puede recuperar energía utilizando la infraestructura espacial para construir y cargar baterías grandes.
@Geronimo, o, si postula un ascensor espacial en su lugar, use cables realmente largos. Transmita la energía al cabezal del elevador y luego transmítala a través de cables. Eso evitará que ases pájaros (ten en cuenta que la energía del haz de microondas no sería lo suficientemente densa para hacer eso de todos modos).

La pregunta depende críticamente del costo del transporte.

Si envuelve un casco convencional alrededor de un grupo de minerales, como grandes barcos de minerales, la respuesta es "no", al menos inicialmente.

Donde el viaje en la Tierra se mide en distancia, en el espacio se mide por delta-V: ¿Cuál es el delta-V mínimo para llevar algo de una órbita a otra?

Consideremos mover agua de los anillos de Saturno a Marte. La órbita de energía mínima lleva años. Si lo haces usando cohetes, necesitas mucho combustible.

En su lugar, usamos un cañón de riel. Nuestro hielo se junta en trozos estándar de 10 kg, se congela y se coloca en un trineo sobre el cañón de riel. Esto acelera a una gran velocidad. El trineo se detiene, el hielo continúa. Pista de retorno de baja energía para el trineo. Bien hecho, tienes una cadena de cubitos de hielo a un kilómetro de distancia moviéndose a 30 km/so más o menos. Las leyes de Newton aún se cumplen, por lo que el cañón de riel se mueve hacia el otro lado. Media órbita más tarde, sin embargo, realiza otra serie para cancelar el cambio de impulso. El efecto neto general es que Saturno se impulsa en una órbita ligeramente más alta.

Se pueden usar operaciones similares para enviar cualquier cosa alrededor del sistema solar donde el tiempo de entrega de meses a años es aceptable. Dependiendo de la tecnología disponible, se pueden enviar productos terminados, materiales refinados o roca/hielo en bruto.

Atraparlo en el otro extremo puede estar en órbita o directamente a la superficie del planeta. Este último está bien para cubitos de hielo. Se necesita algo más suave para los productos terminados.

Como puede imaginar, los costos para establecer esta infraestructura son, ejem, altísimos.

Para arrancar esto, debemos comenzar con un cohete nuclear muy resistente. Probablemente algún tipo de reactor de uranio gaseoso para llegar a las temperaturas necesarias. Actualmente, esta es una tecnología muy futura. La idea es que utilices el reactor para hervir rocas o para accionar un cañón de riel que arroja grava a MUY alta velocidad. Aterrizas en un asteroide cercano a la Tierra, configuras el cohete, y el cohete y la maquinaria automatizada arrojan un pequeño porcentaje de la roca a alta velocidad y modifican la órbita para ser capturada por la luna en su próximo paso. Ahora tiene aproximadamente un kilómetro cúbico de piedra mixta y hierro para usar en la construcción.

La refinación requerirá más trabajo, pero los espejos muy grandes (escala km) son fáciles en el espacio. Y un kilómetro de espejo equivale a un gigavatio. Enfóquelo a 30 mo más o menos, y puede derretir casi cualquier cosa que se pueda derretir.

entonces es economico? NO con la tecnología actual, pero con una tecnología razonablemente previsible, diría que sí. ¿Cuánto tiempo? Si tienes a tipos como Elon Musk ejecutándolo, dentro de 50 a 100 años.

Sospecho que muchos gobiernos planetarios se opondrían a la entrega de materiales a la superficie de su planeta a través de un cañón de riel interplanetario gigante. O los productos caen al azar y son un peligro para cualquiera en la superficie, o caen en zonas de entrega específicas, en cuyo caso los cañones de riel se convierten en un ejemplo bastante alarmante de tecnología de doble uso ( en.wikipedia.org/wiki/Dual- usar_tecnología ).
Probablemente la mejor manera de llevar agua a Marte. También es un sistema de armas de capacidad temible. Pero los asentamientos de asteroides son muy vulnerables.
¿Será rentable la minería de asteroides en un futuro previsible?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v