وفقا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، فإن معدل استخدام الحديد الصناعي يتضاعف كل 20 عاما.
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 في3.5% سيستهلكون ثُمن موارد النظام الشمسي خلال 400 عام. عند هذه النقطة، سيكون أمام البشرية 60 عامًا فقط للحد من الإنتاج وتجنب الاستنزاف الكامل 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؟
الأجسام الكونية في النظام الشمسي ذات أهميةالعلماء ورجال الأعمال من وجهة نظر استخراج ثلاثة أنواع من الموارد - المياه والمعادن والغازات. الماء ضروري في معظم الأحيان للمستعمرين المستقبليين - سواء كمصدر للرطوبة للكائنات الحية أو كوقود للسفن الفضائية عند تقسيمها إلى أكسجين وهيدروجين. تعتبر الغازات والمعادن الثقيلة (الحديد والنيكل والموليبدينوم والكوبالت والذهب والبلاتين وغيرها) ذات أهمية للأرض، حيث تقترب احتياطياتها 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
ثاني أقرب كوكب إلى الأرض، المريخ،البنية الجيولوجية مماثلة لنا. وهذا يعني أنه يمكن العثور على جميع المركبات الرئيسية فيه، مثل الحديد والألومنيوم والتنغستن وما إلى ذلك. واكتشف الباحثون أيضًا آثارًا للليثيوم والنحاس والذهب والزنك والنيكل والكوبالت والنيوبيوم وعناصر أخرى على الكوكب الأحمر. بمعنى آخر، يمكنك الإشارة بشكل عشوائي إلى عناصر الجدول الدوري ويكون لديك احتمال كبير 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
وظهرت بعض العناصر على المريخ نتيجة لذلكقصف الكويكبات. أما الآخر فتكون بسبب أن الكوكب الأحمر والأرض قد تشكلا من نفس السحابة المكونة من الغاز والغبار. ومع ذلك، فمن المحتمل جدًا أن يكون تركيز المواد في تربة المريخ منخفضًا أو يختلف بشكل كبير اعتمادًا على المنطقة. إلى جانب التكلفة العالية لاستخراج الموارد وتوصيلها إلى الأرض، فإن هذا يجعل المريخ موقعًا غير جذاب للتعدين بالنسبة للصناعات القائمة على الأرض - وهو أمر لا يمكن قوله بالنسبة للمستعمرين المحتملين في المستقبل.
فينوس
الزهرة والأرض هما في الواقع توأمان في الحجم،الكتلة والتكوين والظروف التي تشكلت فيها. مثل الأرض، يمتلك كوكب الزهرة نواة حديدية كبيرة وغطاء صخري من السيليكات، وقشرته، المشابهة لكوكبنا، بازلتية.
اذا حكمنا من خلال بيانات البحوث السوفيتيةأجهزة Venera 13 و14 وVega 2، يعتمد تركيز السيليكون والألومنيوم والمغنيسيوم والحديد والكالسيوم والبوتاسيوم والتيتانيوم والمنغنيز والكبريت في بازلت كوكب الزهرة على الموقع، ولكنه يتوافق بشكل عام مع تركيزها على الأرض.
كما أظهرت الملاحظات أن هذه الرواسبمن المحتمل أن تكون المعادن مغلفة بطبقة من أشباه الموصلات مجهولة المصدر، ربما تحتوي على معادن مثل البيريت أو المغنتيت. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي كوكب الزهرة على الرصاص والبزموت، وهو ما يدين له الكوكب بتوهجه الساطع 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
ويتفاقم الوضع بشكل أكبر بسبب حقيقة وجوده على كوكب الزهرةلا يوجد أكسجين - 96% من الغلاف الجوي يتكون من ثاني أكسيد الكربون، ويهطل حمض الكبريتيك على السطح عدة مرات في اليوم. ومن غير المرجح أن يعيش كائن حي واحد على الأقل معروف للعلم في مثل هذه الظروف لأكثر من بضع ثوان، والتكنولوجيا لأكثر 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.
تحتوي الكويكبات المعدنية الصخرية على الكثير من الحديد،النيكل والكوبالت. وبالإضافة إلى ذلك، هناك الذهب والبلاتين والروديوم والمعادن الأرضية النادرة وغيرها. بالطبع، يهتم العلماء وممثلو الأعمال أكثر بالكويكبات المعدنية التي تحتوي على الحد الأقصى من المحتوى المعدني.
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.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن مثل هذه الرحلات ستكون مكلفة للغاية -وعلى سبيل المقارنة، فإن برنامج أبولو بأكمله، والذي كلف الولايات المتحدة 25 مليار دولار، سمح بإيصال 383.7 كجم فقط من التربة القمرية إلى الأرض. وفي الوقت نفسه، لم يواجه رواد الفضاء مهمة استخراج المعادن أو معالجتها.
تعمل ناسا حاليًا على مهمة لإرسال مسبار إلى الكويكب Psyche. والهدف من المهمة هو الحصول على عينة صغيرة تزن حوالي 60 جرامًا، وتبلغ التكلفة التقديرية للمهمة حوالي 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.
يعتبر الكويكب الأكثر نشاطا اقتصاديا2000 BM19، جسم صغير جدًا من النوع O (عرضه أقل من كيلومتر واحد). إنه قريب جدًا من الأرض، وتبلغ قيمته التقديرية 18.50 تريليون دولار. وتقدر الأرباح بنحو 3.55 تريليون دولار. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول تقييم الكفاءة الاقتصادية لتعدين 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 تم التوقيع عليها1967 تتلخص الأحكام الرئيسية للمعاهدة في حظر وضع الأسلحة النووية أو أي أسلحة أخرى من أسلحة الدمار الشامل في مدار الأرض أو القمر أو أي جسم فضائي آخر. وتقصر الوثيقة استخدام القمر والأجرام السماوية الأخرى على الأغراض السلمية فقط وتحظر الادعاء بامتلاك جرم كوني أو جزء منه.
بعض البلدان – على سبيل المثال، الولايات المتحدة ولوكسمبورغ –لقد أقرت 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 تتم مناقشتها مع الحكومات الأخرى.
وحتى الآن، تنص معاهدة الفضاء الخارجي، التي صدقت عليها ما يقرب من 100 دولة، على أنه لا يمكن لأي دولة أن تطالب بالكويكبات أو الكواكب أو أي أجسام فضائية أخرى.