أحشاء الكون: أي الأجسام الكونية مناسبة للتعدين ولماذا يعارض العلماء ذلك اليوم

وفقا للمسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) ، فإن معدل استخدام الحديد في الصناعة يتضاعف كل 20

سنوات. في عام 1800 ، كانت الصناعة في جميع أنحاء العالم تحتاج إلى 450 ألف طن من هذا المعدن ، ثم في عام 1994 كان بالفعل 900 مليون طن ، وبحلول عام 2016 ، ارتفع هذا الرقم إلى 2.2 مليار طن - ويستمر في النمو حتى يومنا هذا.

إذا بدأ الناس في التنقيب عن الكواكب ،أقمار والكويكبات وغيرها من الهيئات في النظام الشمسي ، فهي مستنفدة جزئيا في حوالي 460 سنة ، حسب علماء مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية.

incut

ووجد الباحثون أن الزيادة السنوية فيسوف يستهلك 3.5٪ ثُمن موارد النظام الشمسي لمدة 400 عام. في هذه المرحلة ، لن يكون عمر الإنسان سوى 60 عامًا للحد من التعدين ولتجنب النضوب التام لاحتياطيات المعادن.

"إذا لم نفكر في الأمر الآن ونذهبلإتقان الأجسام الكونية القادمة ، سنمضي قدماً ، وفي بضع مئات من السنين سنواجه أزمة شديدة ، أسوأ بكثير من الآن على الأرض. يقول مارتن إلفيس ، عالم الفيزياء الفلكية في مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، بمجرد الانتهاء من موارد التعدين في النظام الشمسي ، لا يوجد مكان آخر تذهب إليه.

هذا التقييد له هدفين: لحماية العوالم التي لم يتم إتقانها حتى الآن من أسوأ مظاهر النشاط البشري ولتجنب مستقبل كارثي تستخدم فيه جميع الموارد التي في متناولها بشكل مستمر. في الوقت نفسه ، يلاحظ الفيس أن الثامن من الحديد في حزام الكويكب أعلى بأكثر من مليون مرة من الاحتياطيات المقدرة لخام الحديد على الأرض ، والتي يمكن أن تكون كافية لعدة قرون.

أجسام الفضاء في النظام الشمسي

مجالات محددة من التعدين فيالذي سيتم حظره ، لا يسميها علماء الفيزياء الفلكية. هذا السؤال يتطلب دراسة أكثر تفصيلا ، وشرح مؤلفي الدراسة في مقال في مجلة Acta Astronautica.

ما هي احتياطيات المعادن الموجودة في النظام الشمسي؟

الهيئات الفضائية في النظام الشمسي مهتمةالعلماء ورجال الأعمال من حيث استخراج ثلاثة أنواع من الموارد - المياه والمعادن والغازات. المياه مطلوبة في الغالب للمستعمرين في المستقبل - كمصدر للرطوبة للكائنات الحية ، وكوقود للمركبة الفضائية عندما تنقسم إلى أكسجين وهيدروجين. الغازات والمعادن الثقيلة (الحديد والنيكل والموليبدينوم والكوبالت والذهب والبلاتين وغيرها) تهم الأرض ، حيث احتياطياتها قريبة من النضوب.

القمر

لا يمثل القمر الصناعي الطبيعي للأرضذات أهمية كبيرة ككائن للتعدين. بادئ ذي بدء ، لأن القمر هو جسم البازلت - وهذا هو ، في جوهره ، نفس الصخرة التي تشكل قاع المحيط.

incut

الهليوم 3 هو أعظم قيمة.- أخف نظائر الهيليوم ، والتي توجد بكميات كبيرة (وفقًا لتقديرات مختلفة ، من 500 ألف طن إلى 2.5 مليون طن) في الطبقة السطحية للقمر الصناعي ، ولكن نادرًا ما توجد على الأرض. يمكن استخدام العنصر في محطات توليد الطاقة كوقود لا يلوث البيئة عملياً. نظريا ، أثناء اندماج النواة الحرارية ، عندما يتفاعل طن واحد من الهيليوم -3 مع 0.67 طن من الديوتيريوم ، يتم تحرير طاقة تعادل حرق 15 مليون طن من النفط.

سطح القمر غني بالهليوم -3 ، والذي يمكن استخدامه كمصدر صديق للبيئة للطاقة على الأرض

ومع ذلك ، فإن القمر ، مثل القارة القطبية الجنوبية ، محميالقانون الدولي - لا يمكن لأي دولة أن تطالب بحقوق القمر الصناعي الطبيعي للأرض. بالإضافة إلى القانونية ، وهناك قيود المادية - سرعة القمر الهارب. لإزالة 1 كجم من المواد من خطورة القمر الصناعي ، يجب تسريعها إلى 2.4 كم / ثانية. للمقارنة ، لنفس النتيجة على المذنب 67P / Churyumov - Gerasimenko ، يجب تسريع الحمل فقط إلى 1 م / ث.

المريخ

المريخ هو ثاني أقرب كوكب إلى الأرضالتركيب الجيولوجي مماثلة لنا. هذا يعني أنه يمكن اكتشاف جميع المركبات الرئيسية ، مثل الحديد والألومنيوم والتنغستن ، وهلم جرا. وقد وجد الباحثون أيضًا آثار الليثيوم والنحاس والذهب والزنك والنيكل والكوبالت والنيوبيوم وعناصر أخرى على الكوكب الأحمر. بمعنى آخر ، يمكنك الإشارة بشكل عشوائي إلى عناصر الجدول الدوري ومع درجة عالية من الاحتمال لتخمين العناصر التي يمكن العثور عليها على المريخ.

incut

وجدت روفر الفرصة أيضا على سطح المريخكرات الهيماتيت الغنية بخام الحديد هي ما يسمى بكريات المريخ. هذه الأخيرة لا تهم الصناعة ويمكن أن تصبح قيمة فقط لهواة جمع العملات. لا يمكن استخدام الماء والنيتروجين والأرجون إلا لاحتياجات المستعمرين في المستقبل.

كرات الهيماتيت

ظهر جزء من العناصر على المريخ نتيجة لذلكقصف الكويكب. تشكلت الأخرى بسبب حقيقة أن الكوكب الأحمر والأرض تشكلتا من سحابة واحدة من الغاز والغبار. ومع ذلك ، فإن تركيز المواد في تربة المريخ ، مع وجود درجة عالية من الاحتمال ، منخفض أو يختلف اختلافًا كبيرًا حسب المنطقة. إلى جانب التكلفة العالية للتعدين وتقديم الموارد إلى الأرض ، فإن هذا يجعل من المريخ مكانًا غير جذاب للتعدين في صناعة الأرض - وهو أمر لا يمكن قوله عن المستعمرين المحتملين في المستقبل.

فينوس

كوكب الزهرة والأرض هما توأمان في الحجم ،الكتلة ، التكوين والظروف التي تشكلت فيها. مثل كوكب الأرض ، تملك كوكب الزهرة نواة حديدية كبيرة وعباءة سيليكات صخرية ، وجوهرها ، عن طريق القياس مع كوكبنا ، هو البازلت.

اذا حكمنا من خلال بيانات البحوث السوفيتيةVenera 13 و 14 و Vega 2 ، تركيز السيليكون والألومنيوم والمغنيسيوم والحديد والكالسيوم والبوتاسيوم والتيتانيوم والمنغنيز والكبريت في البازلت من الزهرة يعتمد على الموقع ، ولكن يتوافق بشكل عام مع تركيزها على الأرض.

وقد أظهرت الملاحظات أيضا أن ودائع هذهمن المحتمل أن تكون المعادن مغطاة بطبقة من أشباه الموصلات من أصل غير معروف - ربما تكون معادن تحتوي على الحديد ، مثل البايرايت أو المغنتيت. بالإضافة إلى ذلك ، هناك الرصاص والبزموت على كوكب الزهرة ، والذي يدين له الكوكب بريقه المشرق في سماء الليل.

كوكب الزهرة والأرض متشابهان للغاية في التركيب والظروف

ومع ذلك ، من غير المرجح أن تنجح هذه المعادن -الضغط على كوكب الزهرة هو 92 مرة أعلى من الضغط على كوكبنا. متوسط ​​درجة الحرارة هو 460 درجة مئوية - أكثر من الزئبق ، وتقع مرتين أقرب إلى الشمس. هذه الحرارة كافية لإذابة الرصاص. والسبب هو الترتيب الخاص لجو الكوكب: فبدلاً من تسخين السطح إلى مناخ مداري ، كما هو الحال على الأرض ، تعكس السحب الحرارة وتحرق كوكب الزهرة.

incut

يتفاقم الوضع بسبب حقيقة أنه على كوكب الزهرةلا يوجد أكسجين - 96 ٪ من الغلاف الجوي يتكون من ثاني أكسيد الكربون ، ويسقط المطر عدة مرات في اليوم من سطح حامض الكبريتيك. من غير المرجح أن يعيش شخص واحد على الأقل معروف للعلم في مثل هذه الظروف لأكثر من بضع ثوان ، والتكنولوجيا - أكثر من بضع ساعات.

حزام الكويكب

حزام الكويكب - المرشح الرئيسي للتعدينالمعادن على الأجسام الفضائية والأبعد عن الأرض بين الأجسام الفضائية المذكورة أعلاه: المسافة من كوكبنا إلى أقرب نقطة في حزام الكويكب هو 1.2 AU (180 مليون كم).

الكويكبات في الحزام تنقسم إلى نوعين: المياه والحجر المعدني. الأول يحتوي على كمية كبيرة من الماء. وبصفة عامة ، لا فائدة من أبناء الأرض ، لكن يمكن أن تكون مورداً قيماً للغاية لمستعمري الفضاء في المستقبل: يمكن أن يكون كويكب "الماء" واحدًا كافيًا لتزويد مستعمرة فضائية لسنوات عديدة. هذا النوع من الكويكبات هو الكويكبات الأكثر شيوعًا "بالماء" بحوالي 75٪ في نظامنا الشمسي.

قد يصبح حزام الكويكبات مركزًا للتعدين في النظام الشمسي ، ولكن فقط في المستقبل البعيد - تبلغ المسافة إلى أقرب نقطة حزام من الأرض 180 مليون كم.

هناك الكثير من الحديد في الكويكبات الحجرية المعدنية ،النيكل والكوبالت. بالإضافة إلى ذلك ، هناك الذهب والبلاتين والروديوم والمعادن الأرضية النادرة وأكثر من ذلك. بطبيعة الحال ، يهتم العلماء وممثلو الشركات بالكويكبات المعدنية التي تحتوي على أقصى محتوى معدني.

تحتوي معظم الكويكبات من كلا النوعين على النيكل والحديد والكوبالت ، وبعضها يحتوي على البلاتين والذهب والأمونيا. المشكلة هي استخراج هذه الموارد وإيصالها إلى الأرض.

فائدة اقتصادية

واحدة من أكبر العقبات بالإضافة إلىالمعدات لاستخراج الموارد المعدنية على الكويكبات وغيرها من الهيئات الموصوفة حتى الآن لم يتم تطويرها - نقل الموارد المستخرجة إلى الأرض. نحن نتحدث عن الملايين والمليارات من الأطنان المترية من المعادن - وإلا فإنها ببساطة لا معنى لي. الصواريخ الحديثة والمركبات الفضائية مع هذه المهمة لا يمكن التعامل معها.

بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هذه الرحلات مكلفة للغاية -للمقارنة ، فإن البرنامج بأكمله "Appolon" ، الذي كلف 25 مليار دولار أمريكي ، سمح بتسليم 383.7 كيلوغرام فقط من الأرض إلى الأرض. في هذه الحالة ، لم يكن رواد الفضاء مكلفين باستخراج المعادن أو معالجتها.

تعمل ناسا الآن في مهمة لإرسال مسبار إلى Psyche كويكب. الهدف من المهمة هو الحصول على عينة صغيرة تزن حوالي 60 غرام ، وتقدر التكلفة التقديرية للبعثة بحوالي مليار دولار

لكن التكاليف يمكن أن تؤتي ثمارها - إذا قدر العلماء ذلكصحيح أن أكثر الكويكبات 253 Mathilde بفعالية من حيث التكلفة والتي يبلغ قطرها 2.8 كم يمكن أن تحقق أرباحًا تصل إلى 9.53 تريليون دولار. التكلفة التقديرية للجسم الكوني أكثر من 100 تريليون دولار.

الأكثر نشاطا اقتصاديا هو الكويكب.2000 BM19 ، كائن صغير للغاية من النوع O (عرضه أقل من 1 كم). إنها قريبة من الأرض ، وتكلفتها المقدرة 18.50 تريليون دولار. يقدر الربح بـ 3.55 تريليون دولار. يمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات حول تقييم الكفاءة الاقتصادية لتطوير الكويكبات هنا.

القضايا القانونية

القيود القانونية على المسائل المتعلقةتطوير الكويكبات ربما يكون الأكثر تعقيدا لصناعة التعدين في الفضاء في المستقبل. هل يمكن أن تنتمي المعادن الموجودة على الأجسام الفضائية إلى شركات أو مستثمرين من القطاع الخاص أو حكومات أم أنها ملك للبشرية جمعاء ، على النحو التالي من معاهدة الفضاء؟

معاهدة الفضاء ، أو معاهدة مبادئ أنشطة الدول في استكشاف الفضاء الخارجي واستخدامه ، بما في ذلك القمر - وثيقة حكومية دولية موقعة1967. الأحكام الرئيسية للمعاهدة هي حظر نشر الأسلحة النووية أو أي أسلحة دمار شامل أخرى في مدار الأرض أو القمر أو أي جسم فضائي آخر. تقيد الوثيقة استخدام القمر والأجرام السماوية الأخرى للأغراض السلمية فقط وتحظر المطالبة بحيازة جسم فضائي أو جزء منه.

بعض الدول - على سبيل المثال ، الولايات المتحدة الأمريكية ولوكسمبورغ -لقد أقرنا بالفعل قوانين تسمح للشركات الخاصة بالحصول على حق استخراج الموارد في الفضاء. ومع ذلك ، فإن مثل هذه القرارات لا تتفق بعد مع القانون الدولي ولم تناقش مع الحكومات الأخرى.

حتى الآن ، تشير معاهدة الفضاء ، التي صدقت عليها حوالي 100 دولة ، إلى أنه لا يمكن لأي دولة أن تطالب بحقوقها في الكويكبات أو الكواكب أو أي أجسام فضائية أخرى.