¿La gente realmente se toma en serio la minería de la Luna?

la Luna es en realidad bastante pequeña

La Luna es en realidad bastante enorme .

La masa de la Luna es de aproximadamente$7.34 \times 10^{22}$kilogramos

Como punto de comparación, todo el cobre jamás extraído en la Tierra asciende a 700 millones de toneladas , es decir,$7 \times 10^{11}$kilogramos, o$\frac 1 {100000000000}$de la masa total de la luna.

Eliminar tanta masa no cambiará la rotación u órbita de la Luna de manera detectable.

Incluso una luna pequeña como la Miranda de Urano , que con 470 km de diámetro es lo suficientemente grande como para adoptar una forma esférica por su propia gravedad, tiene una masa de$6.4 \times 10^{19}$kg, o ~90000000 veces la masa de todo el cobre extraído en la Tierra.

Motivación

La luna es rica en algunos recursos naturales importantes, a saber: ^{1 2}

Tenga en cuenta que muchos de estos tienen un suministro muy pequeño por masa, y adquirirlos por completo no alteraría materialmente la masa de la luna. Gran parte de las ppm y los porcentajes que proporcioné son solo para el nivel de superficie; las capas más profundas nunca se pueden tocar en absoluto.

Helio

La última persona en caminar sobre la luna fue un geólogo llamado Jack Schmitt, quien estudió la composición de la luna. Es esencialmente el único científico natural o físico que ha pisado la luna. Desde entonces ha escrito un libro, Back to the Moon.(2007), que propone una exploración y expedición a la luna renovada a largo plazo, girando en torno al núcleo de la minería 3-He con fines de producción de energía como justificación socioeconómica de dicho retorno. Demostrando un sesgo político, también profundizó en la sangría de un análisis pro/contra de varios métodos privados o públicos para lograrlo, postulando que algunos son mejores que otros y llegando al dudoso resultado de que el sector privado era la solución superior para este. Para que los planes detallados para la minería lunar tengan éxito, sería necesario atraer una inversión significativa del sector privado, según él, 3 ^y la legalidad de quién tiene derecho sobre las operaciones mineras hipotéticas sigue sin estar clara (en teoría, nada parece impedir la propiedad privada). ; elEl Tratado del Espacio Exterior de la ONU de 1967 solo impide la propiedad política). ^{3 4}

De cualquier manera, suponiendo que pudiéramos extraer y encontrar una manera de utilizar el helio para la fusión como una solución a la eventual disminución de las cantidades de combustibles fósiles disponibles y como una forma de detener los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero, la cantidad de helio que que se extraería serían solo unos pocos cientos de miles de toneladas como máximo, lo cual es insignificante frente a la masa de la luna.

Extrayendo otros elementos

La luna tiene 73q toneladas, por lo que suponiendo que se elimine 1 tonelada métrica cada día, se necesitarían 220 millones de años para agotar solo el 1% de la masa. ⁴

Fuente: 911 Metallurgist, publicado por JPL NASA ⁴

Es necesario hacer una determinación de costo-beneficio en cuanto a si los riesgos involucrados en causar algún nivel de alteración de la órbita o afectar las mareas gravitacionales valen el valor producido por la extracción de los elementos naturales en la luna. Parece que el riesgo es muy bajo, suponiendo que la tasa de eliminación sea constante y lenta. Para algunas cosas, como REM / lantánidos, la relación riesgo/recompensa parece bastante atractiva porque son valiosas pero solo representan una pequeña proporción insignificante de la masa. Pero lo mismo podría decirse del titanio, el hierro y el silicio cerca de la superficie.

Sí, la gente se toma en serio la minería de la luna. Aquí hay un contrato del gobierno de EE.UU. (Actualmente inactivo ya que se emitió y vence en 2020). Pero constituye una solicitud seria y una solicitud de cotización.

Un extracto del resumen:

NASA/NSSC tiene un requisito para la compra de regolito lunar y/o materiales rocosos del contratista.

Tiene cosas divertidas como esta: ( que he extraído y reformateado para ser breve )

El Contratista deberá:

• Recolecte de 50 g a 500 g de regolito lunar y/o materiales rocosos (“Material recolectado”) de la superficie de la Luna (Luna).

• Ser responsable de realizar todas las actividades necesarias, incluyendo:

  • Determinar el(los) método(s), proporcionar o desarrollar equipo, despliegue/lanzamiento/aterrizaje y operación de todos los sistemas que requiera el(los) método(s) del Contratista. (esta compra no incluye desarrollo, producción o lanzamiento de vehículos espaciales)
  • ...

Tenga en cuenta que 500 g no es una cantidad de masa digna de un bamboleo lunar.

Realmente todo se reduce a los planes de los futuros exploradores espaciales y qué recursos estarían disponibles en la Luna y cuán beneficiosos podrían ser.

Actualmente hay muchos quizás. La Luna tiene recursos hídricos (como hielo), también tiene helio 3 y titanio . No sabemos si alguno de ellos está presente en cantidades económicas o qué tan fácil o difícil sería extraer y procesar los recursos. El hielo y el titanio serían útiles ahora y en el futuro. Sin embargo, Helium 3 es actualmente un sueño para algunos. Primero tenemos que demostrar que podemos hacer el siempre escurridizo reactor de fusión nuclear sostenible .

Obtener materiales para la exploración espacial en la Tierra y enviarlos al espacio es costoso, en parte debido a la fuerza de la gravedad en la Tierra. La gravedad de la Luna es$\frac{1}{6}$la de la Tierra, que hace que sea más fácil sacar cosas de la Luna y llevarlas al cosmos.

Las cosas que se extraen de la Luna y se envían al espacio significan que algunas cosas que podrían extraerse en la Tierra se usan en la Tierra. Puede que necesitemos eso.

Si vamos a continuar con la exploración espacial y expandir nuestros esfuerzos, extraer la Luna, Marte, los asteroides o cualquier recurso cósmico que exista, existen todas las opciones posibles, pero primero debemos cuantificar qué recursos están disponibles y eso requerirá más exploración adicional costosa.

Volar una sonda sobre la Luna puede decirnos qué recursos están presentes en la superficie de la Luna como una fina capa. No nos da la profundidad de tales recursos que se requiere para dar cantidades. Además, no sabemos nada de los posibles recursos subterráneos en la Luna o en cualquier otro lugar. ¿Hay cobre, zinc o níquel 100 metros debajo de la superficie o más profundo? Necesitamos plataformas de perforación que nos den ese conocimiento.

Es una situación recurrente de Catch 22 , necesitamos financiación e iniciativa para explorar y descubrir el potencial. Entonces tenemos que decidir cuál puede ser ese conocimiento y potencial descubierto y si vale la pena repetir el ciclo para obtener más conocimiento y potencial. Después de varias iteraciones, alguien decidirá si se establecerá una mina en la Luna o en otro lugar. Su desempeño influirá en las decisiones sobre otras minas potenciales en la Luna y en otros lugares.

Podría ser más correcto decir que hay personas a las que les gusta en serio la idea de minar la luna. No existen programas serios de agencias espaciales o empresas comerciales que intenten hacerlo. Cabe señalar que la NASA y otros programas espaciales analizan la utilización de recursos in situ además de promover la idea de un futuro, eventualmente, donde la extracción de recursos basados ​​en el espacio podría ser comercialmente viable.

La utilización de recursos in situ es técnicamente "minería", pero a escalas muy pequeñas, ya sea para reducir las cargas útiles/mejorar las capacidades generales de la misión o como experimentos destinados a demostrar que es posible mejorar las capacidades generales de la misión por tales medios. Esto permite el uso de recursos minerales que de otro modo no serían económicamente viables; de hecho, compiten contra los altos costos de lanzamiento y transporte, no contra los costos de los recursos minerales de la Tierra. La minería comercial económicamente viable que explota los minerales lunares para su uso en la industria espacial comercialmente viable o la exportación a la Tierra está mucho más allá de las capacidades actuales.

Cabe señalar que no se encuentran recursos minerales excepcionales de alto valor económico en la luna, y es muy poco probable que se encuentren cuerpos minerales de alto grado, como la minería en la Tierra; los procesos geológicos que los formaron en la Tierra están en su mayoría ausentes. La presencia de minerales valiosos en bajas concentraciones no es suficiente para hacerlos explotables. Las preocupaciones de que se podría hacer tanta minería que podría cambiar la órbita de las lunas no tienen una base real: no hay recursos minerales allí de suficiente valor o abundancia, ni capacidad tecnológica para hacerlo.

Parece probable que se encuentren altas concentraciones de níquel-hierro (que puede contener metales del grupo del platino a decenas de ppm) en los cráteres de impacto, pero ese puede ser el mejor mineral comercial que se puede encontrar, y se puede encontrar en muchos mayor abundancia en los asteroides y los metales que contienen se pueden encontrar y explotar en la Tierra a un costo mucho menor.

Eliminando su masa

Creo que el problema aquí es entender el significado de "minería" en este contexto.

Incluso en la Tierra, la minería no elimina TODA la masa, solo la parte valiosa. Gran parte (a veces la mayor parte) del material "extraído" (como "levantado del suelo") es tierra sin valor que se arroja en montones justo al lado de la mina. Entonces, incluso si tomaras una mina de la Tierra y la aplicaras mágicamente a la Luna, no eliminaría toda la masa procesada, solo una parte.

La minería en un cuerpo celeste remoto es bastante diferente de la minería en la Tierra, porque los costos de transportar el material de regreso a la Tierra dominan su plan de negocios. Eso quiere decir que por "minería" entendemos "minería y refinación". En otras palabras: para ahorrar en el transporte, trabajaríamos duro para extraer los bits más valiosos y enviarlos solo. Dejando la abrumadora mayoría de la masa en su lugar, como feos montones de tierra agotada.

Entonces, incluso si fuéramos capaces de procesar la totalidad de la masa de la Luna (que, como muestran otras respuestas, no estamos ni remotamente cerca), dejaríamos la mayor parte de la masa allí. La Luna posterior a la minería sería un montículo esférico de tierra suelta, pero su propia gravedad la mantendría unida en lugar de bombardear la Tierra. Y seguiría proporcionando todos los beneficios de la compañía gravitacional a la Tierra.

Los materiales comunes en la Luna (así como los asteroides, pero la mayoría de los buenos están mucho más lejos y no son prácticos momentáneamente) son muy útiles para los humanos y son mucho más accesibles en la Luna que en la Tierra (la mayoría de las cosas de la Tierra están en su manto o núcleo). La extracción de estos materiales en la corteza terrestre causa una gran contaminación que matará en cuestión de décadas, en lugar de los milenios (a nuestro ritmo actual de consumo de materiales) que se necesitarían para alterar la órbita de la Luna con la minería.

"Quiero decir, chicos: la Luna es en realidad bastante pequeña"

La Luna es enorme según nuestros estándares, más que lo suficientemente grande como para alimentar las necesidades materiales de la humanidad durante siglos casi sin cambios de masa (por supuesto, avanzaremos tecnológicamente, pero eso también significa salir al cinturón de asteroides para obtener aún más materiales) .

Conclusión:

Nuestra "proeza" tecnológica actual apenas hará un rasguño en la Luna si vamos a extraer materiales allí. Las terribles consecuencias reales son si no volvemos a la Luna a la mía y seguimos envenenando nuestro planeta. No te preocupes por la posibilidad de que la humanidad en un futuro lejano altere la órbita de la Luna. Preocúpate por nosotros, ahora mismo, envenenando nuestro propio planeta en desesperación por los recursos. Cuanto antes dejemos de minar en la Tierra y comencemos a minar en la Luna, mejor.