Uso de asteroides como fuente de propulsión

Ha habido muchas discusiones sobre el uso de asteroides para la masa de reacción. Una forma obvia sería procesar material de asteroides helados en combustible para cohetes. Gran parte de ellos son en gran parte agua, y eso da hidrógeno y oxígeno. Si también se accediera a una fuente de carbono (como un contrito de carbonatación), entonces se podría producir metano. O algunos pueden contener metano congelado. Una forma obvia de hacer esto sería transportar pequeños asteroides a L5 en el sistema tierra/luna y procesarlos allí. Otra forma sería usar cualquier sólido como masa de reacción, disparado desde un controlador de masa (cañón de riel magnético). Incluso si los grandes cohetes reutilizables se vuelven comunes, el costo de extraer combustible seguirá alentando a las personas a encontrar fuentes que ya están en órbita.

El principal problema de usar el asteroide como masa de reacción es que se necesita una gran fuente de energía. Las historias de ciencia ficción generalmente asumen que un reactor de fusión nuclear (o incluso de antimateria) está disponible para calentar el material del asteroide a una temperatura lo suficientemente alta para que su impulso pueda impulsar el asteroide.

En realidad, pasará bastante tiempo antes de que tales fuentes de energía estén disponibles, si es que alguna vez lo están. Hasta entonces, la única fuente de energía posible es la energía solar. Cerca de la tierra, aproximadamente$1 kW$está disponible por metro cuadrado. Como el cinturón de asteroides está a más del doble de la distancia del sol que la tierra, la energía disponible allí es menos de una cuarta parte, o menos de$250W/m^2$.

Ahora hagamos algunos cálculos. Suponga un asteroide basado en hielo de 50 m de diámetro. Tendría una masa de unas 500.000 toneladas. Para acelerar esto en$1m/s^2$necesitamos un empuje de 500.000 toneladas. Los motores de la primera etapa de Saturn generaron un total de aproximadamente 750 toneladas de empuje o 40 MW cada uno.

Permitiendo cierta ineficiencia, supongamos que necesitamos 50 MW para generar 500 toneladas de empuje, o 40 GW para lograr nuestro$1m/s^2$aceleración. Entonces necesitaríamos un panel solar con un área total de$160,000,000 m^2$, un cuadrado de más de 12 km de lado. Reduciendo la aceleración a$1mm/s^2$aún nos deja con una plaza de 400 m.

Entonces tenemos que enviar todo esto al asteroide. En$100kg/m^2$para el panel solar, estamos hablando de enviar 1.600 toneladas al asteroide.

Todo esto puede volverse factible en un futuro lejano, pero no contenga la respiración.