III osa: ressursside kasutamisega seotud kaalutlused
Selle seeria I ja II osas uurisin mõningaid operatiivseid ja teaduslikke probleeme, mis on seotud inimese lähedase Maa asteroidi (NEO) missiooniga ja vastandasin neile Kuule missiooni lihtsamate toimingute ja suurema teadusliku tagasitulekuga. Arutelu jätkamiseks selle üle, mida võiksime asteroidis teha, kaalun nüüd asteroidide pakutavate kohalike ressursside kasutamist, mille poolest need erinevad Kuu omadest, ning pakun välja mõned praktilised kaalutlused nendele juurdepääsu ja kasutamise kohta.
Tõeliselt kosmosest kaugele liikuvaks liigiks saamiseks peab inimkond õppima, kuidas kasutada kosmoses leiduvat, et ellu jääda ja jõudsalt areneda. Maa logistikaahelaga seotud, oleme nüüd ja alati piiratud kosmosevõimalustega. Meie lõppeesmärk kosmoses on arendada võimet minna igal ajal ükskõik kuhu ja viia läbi mis tahes missioon, mida võime ette kujutada. Selline võimekus pole mõeldav, kui meil ei oleks võimalik eraldada ressursse planeedilt eemal asuvatest ressurssidest. See tähendab kosmose ressursside arendamist ja kasutamist uute võimaluste loomiseks.
Üks asteroidide sihtkohtade väidetavat eelist on see, et neil on rikkalikult ressursipotentsiaali. Ma nõustuksin, pannes rõhu sõnale “potentsiaal”. Meie parim juhend nende ressursside olemuse kohta on meteoriitide uurimine, mis on tuletatud Maa lähedal asteroididest. Neil on mitu kompositsiooni, kõige tavalisem on tavaline kondiitritükk, mis moodustab umbes 85% täheldatud meteoriitide langustest. Tavalised chondritid on peamiselt kivimid, rikas räni, raua, magneesiumi, kaltsiumi ja alumiiniumi elementide poolest. Need sisaldavad ohtralt metalliterasid, mis koosnevad peamiselt rauast ja niklist ning on laialt levinud kogu kivimis.
Asteroidide ressursipotentsiaal ei peitu neis objektides, vaid eksootiliste kompositsioonidega asteroidide vähemuses. Metallist asteroidid moodustavad umbes 7% elanikkonnast ja koosnevad peaaegu puhtast raud-nikkelmetallist, vähesel määral ka kivimitaolise materjali lisamisega. Muud sideroofiilsed (rauda armastavad) elemendid, sealhulgas plaatina ja kuld, moodustavad neist kehadest jäljeosa. Metallist asteroid on äärmiselt kõrge maagimaardla ja potentsiaalselt võiks see olla miljardeid dollareid väärt, kui meil õnnestuks need metallid Maale tagasi saada, ehkki tuleb arvestada võimaliku katastroofilise mõjuga olemasolevatele väärismetallide turgudele - nii palju kulda toodeti 1849. aasta California kullapalaviku ajal, et kulla maailmaturuhind langes kuusteist korda.
Kosmoselennu seisukohast on vesi kõige väärtuslikum. Teiseks suhteliselt haruldase asteroidi tüübiks on ka chondrite, kuid spetsiaalne tüüp, mis sisaldab süsinikku ja orgaanilisi ühendeid, samuti savi ja muid hüdreeritud mineraale. Need kehad sisaldavad märkimisväärses koguses vett. Vesi on kosmoses üks kõige kasulikumaid aineid - see toetab inimese elu (juua, kasutada kiirgusvarjestusena ja hingata, kui selle koostisesse on vesinikku ja hapnikku sisse tunginud), seda saab kasutada energia salvestamise vahendina (kütus rakud) ja see on kõige võimsam teadaolev keemiline raketikütus. Veerikka NEO leidmine ja kasutamine looks tohutu väärtusega logistika depoo.
Ressurssidega seotud asteroidide peamine eelis on tegevuskeskkonna puudus - nende pinna gravitatsioon on äärmiselt madal. Kuu gravitatsioonikaevu sisenemine ja sealt väljumine eeldab kiiruse muutust umbes 2380 m / s (mõlemas suunas); sama tegemiseks tüüpilise asteroidi jaoks on vaja vaid paar meetrit sekundis. See tähendab, et asteroidist, mitte Kuust käivitatud kasulik koormus säästab delta-v-s peaaegu 5 km / s, mis on märkimisväärne kogus energiat. Nii et energia vaatenurgast peksid asteroidid Kuud kui materjalide allikat.
Asteroidse materjali kaevandamisel ja kasutamisel on võrreldes Kuuvarudega siiski mõned raskused. Esiteks on lähteaine või „maagi” olemus. Hiljuti leidsime, et Kuu poolustel pole vett mitte ainult tohutul hulgal (kümneid miljardeid tonne), vaid ka sellisel kujul, mida saab hõlpsasti kasutada - jää. Jää saab minimaalse energiakuluga edasiseks töötlemiseks vedelikuks muuta; Kui poolustelt saadud jäine regoliit on kuumutatud temperatuurini üle 0 ° C, sulab jää ning vett saab koguda ja säilitada. Süsinikkloriidides sisalduv vesi on keemiliselt seotud mineraalstruktuuridega. Nende keemiliste sidemete purustamiseks vee vabastamiseks on vaja märkimisväärset kogust energiat, vähemalt 2–3 suurusjärku rohkem energiat, sõltuvalt konkreetsest töödeldavast mineraalfaasist. Nii et vee ekstraheerimine asteroidist, mis sisaldab koguseid mõnest protsendist kuni mõnekümne protsendini, nõuab märkimisväärset energiat; vesijäät Kuu poolustel on suuremas arvukuses (teatud polaarkraatrites kuni 100%) ning see on juba hõlpsasti töödeldavas ja kasutatavas vormis.
Looduslike materjalide töötlemisel vee ekstraheerimiseks on palju üksikasju, alates lähteaine omandamisest kuni materjali liikumiseni töötlemisvoo kaudu kuni saadud toote kogumiseni ja ladustamiseni. Igas etapis eraldame tavaliselt ühe komponendi teisest; gravitatsioon teenib seda eesmärki enamikus tööstuslikes töötlemistes. Üks asteroidiressursside töötlemise raskusi on kas töötada välja tehnikad, mis ei vaja gravitatsiooni (sealhulgas seotud nähtused, näiteks termiline konvektsioon), või luua kunstlik gravitatsiooniväli tagamaks, et asjad liiguvad õiges suunas. Kumbki lähenemine raskendab ressursside eraldamise protsessi.
Suur kaugus Maast ja asteroidide halb juurdepääsetavus Kuu suhtes takistab ressursside eraldamist ja töötlemist. Inimeste visiidid NEO-desse on lühiajalised ja kuna raadio aeg asteroidideni on suurusjärgus minutit, pole töötlemise otsene kaugjuhtimine võimalik. Asteroidi kaevandamiseks mõeldud robotsüsteemid peavad olema konstrueeritud suure autonoomsuse saavutamiseks. See võib osutuda võimalikuks, kuid praegu pole meil piisavalt teavet asteroidsete lähteainete olemuse kohta, et selliseid robotiseadmeid kavandada või isegi ette näha. Pealegi, isegi kui me oleksime maardla olemusest täielikult aru saanud, on kaevandamine ja töötlemine Maal väga interaktiivsed tegevused ja toimuvad ka kosmoses. Väikseimgi anomaalia või valearvestus võib põhjustada kogu töötlemisvoo lagunemise ja kaugtoimingute korral on keeruline probleemi diagnoosida ja parandada ning uuesti käivitada.
Juurdepääsetavuse probleem kärbib ka asteroidseid ressursse. Me ei saa omal soovil antud asteroidi juurde minna; käivitusaknad on avatud väga lühikeseks ajaks ja suletakse enamasti. See ei mõjuta mitte ainult meie juurdepääsu asteroidile, vaid lühendab ka ajavahemikke, mille jooksul võime objektist lahkuda, et oma tooted Maa-lähedasse kosmosesse tagasi viia. Seevastu võime Kuule minna ja sealt tagasi igal ajal ning selle lähedus tähendab, et peaaegu hetkeline kaugjuhtimispult ja reageerimine on võimalik. Asteroididega seotud tegevuste kaugjuhtimisega seotud raskused on pannud mõned arvama, et me peaksime leidma viisi keha vedamiseks Maa orbiidile, kus see võib olla vabal ajal lahti harutatud ja töödeldud. Mul on hirmul mõelda sellele, kas oleksin määratud määrama selle tegevuse keskkonnamõju (kui te armu avaldate).
Kuhu see siis kosmoseressurssidele juurdepääsu ja kasutamise osas jääb? Asteroidi ressursside kasutamisel on potentsiaali, kuid arvestades tänapäeva tehnoloogia taset, on ebakindlad eduväljavaated. Asteroididesse on raske pääseda, neil on lühike külastusaeg edasi-tagasi reisimiseks, keeruline töökeskkond ja ebakindel tootlus. Asteroidide raskusjõud on nende jaoks madal. Seevastu Kuu on lähedal ja sellel on soovitud materjalid soovitud kujul. Kuule on igal ajal hõlpsasti juurde pääseda ja seda saab kasutada Maa peal juhitavate kaugtoimingute abil reaalajas peaaegu. Minu seisukoht on, et kõige mõistlikum on minna kõigepealt Kuule ja õppida planeetide ressursside kasutamise tehnikaid, raskusi ja tehnoloogiat, valmistades raketikütust Kuuveest. Peaaegu selle tegevuse kõik sammud - alates geoloogilistest uuringutest, töötlemisest ja koristamisest - õpetavad meid tulevastesse sihtkohtadesse minevate materjalide kaevandamiseks ja töötlemiseks, nii väiksemateks kui ka planeedimõõtudeks. Ressursside kasutamisel on tehnikad ja seadmed ühised, tahke materjaliga töötamise ja nendega töötamise nõue ning võime tooteid puhastada ja ladustada. Kuu ressurssidele juurdepääsu ja nende töötlemise õppimine on üldine oskus, mis kandub üle mis tahes tulevasse kosmose sihtkohta.
Põhjus oli, et Kuust tehti meie esimene sihtkoht algses Kosmoseuuringute Visioonis. See on lähedal, see on huvitav ja kasulik. Kuul tugijala rajamine avab tsislunaruumi rutiinseks ligipääsuks ja arenemiseks. See õpetab meile kosmoses kaugete inimeste oskusi. Mõistlik on sinna kõigepealt minna ja luua alaline kosmosetranspordi süsteem. Kui see meil on, saame ka kõik muu.
Sihtkoht: Kuu või asteroid?
I osa: operatiivsed kaalutlused
II osa: teaduslikud kaalutlused
t sihtkoht oli ikka vaikne küla.
1979. aastal külastas 28-aastane inglane nimega Graham Mackintosh Ameerikat. Ta veeres California poole läände ja libises visalt lõuna poole üle piiri. Teda vapustas nähtu - päikese, liiva ja mere metsik maa, mis tema elu dramaatiliselt muudaks: Baja California. Mackintosh veetis siin kuu aega vaid seljakotiga ja alustades 150 dollariga. Ta autosse viis, kõndis ja läks nii kaugele lõunasse kui Cabo San Lucas. Mehhiko kohalikud elanikud hämmastasid teda oma külalislahkusega, samal ajal kui segane ja väljakujunenud maastik haaras ta kujutlusvõimet nagu ühelgi mujal varem.
“Mis neil mägedel üle jääb, küsiksin, ” kirjutas Mackintosh hiljem reisikirjas Into a Desert Place . "" Mitte midagi, "oli tavaline vastus."
Paljud seiklejad on saanud selle vastuse samale küsimusele, kuid seiklejad teavad seda paremini. Mackintosh naasis koju. Ta asus õpetajatööle, veetis õhtuid pubis, tegi paar romantilist puhkust, kuid ei suutnud unustada Bajat ja neid kaugeid mägesid. Lõpuks raputas ta kõik, hüljates elutee, mida enamik meist järgib, et pärast unistust vapustavaks minna. Ta läks tagasi Bajasse. Ta võttis seljakoti, õngeritva, telgi, veel mõned esmatarbekaubad ja isegi nutika kontratseptsiooni merevee värskeks muutmiseks - ja ta hakkas kõndima. Mackintosh jälitaks lõpuks kogu poolsaare rannajoont - 3000 miili - ja oleks täielikult armunud maasse, piirnevasse merre ja piirkonna inimestesse.
Täna elab paljudes gringo puhkekodus Baja Californias rannas Mackintoshi raamat Into a Desert Place riiulil. See on muutunud kodumaalt lahkunute kogukonnas kultusklassikaks. Isegi Mehhiko kogukonnas on Mackintosh legendaarne. Ranna ääres asuvates kaugetes ja maalähedastes kalapüügilaagrites mäletavad veel mõned vanemad kalurid punase juustega inglast, kes trampis läbi 30 aastat tagasi, küsides kaevust vett, keeldudes lahkelt kutsest ööseks jääda ja kadudes lõpuks ümber järgmine punkt.
Noor Mackintosh rämpsub kutseliste kaluritega ühes paljudest Baja kaldal asuvatest laagritest.
Täna elab Mackintosh San Diegos ja on kirjutanud neli raamatut oma poolsaare rännakutest. Ta naaseb regulaarselt Bajasse, et seal metsikult telkida ja nautida samu maastikke ja tähti, mida inimesed tegid sajandeid enne meid. Nagu tuhanded rändurid, armastab ta endiselt Baja Californiat nagu ükski teine koht, ehkki selle osad on viimase kolme aastakümne jooksul dramaatiliselt muutunud. Rääkisin selle nädala alguses Mackintoshiga Bajast siis ja täna Bajast.
"Ma mäletan Cabo 1979. aastal, " ütleb ta. “See oli küla ja ma lihtsalt telkisin rannas. Ma ei usu, et võiksite seda täna teha. ”
Cabo San Lucas, mis asub poolsaare kõige lõunapoolsemas otsas, on plahvatanud säravate kaubanduskeskuste, inetute kuurortide, kokteilibaaride ja koledate golfiväljakute tarudeks. Paljud rändurid ehitavad nn seiklusi selliste kohtade ümber nagu Cabo, kuid Mackintosh ei külasta enam Baja neeme.
"See on tragöödia, " ütleb ta. “See pole päris Baja, millesse ma armusin. Ma ei lähe Bajasse sisseoste tegema ega hotellides ööbima. Igal pool on seiklusi, mis enamasti hõlmavad mitte kellegi nägemist. ”
Samuti väldib ta sarnast laialivalguvust, mis on levinud nagu nakkused mitmetes Cortezi mere rannikualadel, sealhulgas La Pazist lõunas asuvates randades, Loreto linna ümbruses 150 miili põhja pool ja San Felipe lahe põhjaosa lähedal.
"Kuid seal saate ikkagi eksida, " ütleb Macktintosh.
Üks autori hiljutisemaid seiklusi oli kuu, mille ta veetis Guardiangeli saarel Isla Angel de la Guarda. 50 galloni veega võttis ta saarele paadisõidu, tegi baaslaagri ja pidas end õndsalt marooniks. Aeg-ajalt spekuleeris Mackintosh, et ta oli 42–10-miilisel kiviplaadil ainus inimene ja kolm täisnädalat ei näinud ta hinge. Tema sõnul veetis ta nädala aga seltskonnaga - salaküttidega, kes tegelesid tiheda kalapüügiga ja varusid tohutut jääkasti homaari, merikilpkonnade, igasuguste kalade ja mitmesuguste põhja-eluruumidega selgrootutega, mis olid mõeldud Aasia turgudele.
"Need tüübid on ökoloogiline katastroof, kuid kõige toredamad inimesed, " ütleb Mackintosh. Ta telkis koos ebaseaduslike kaluritega ja oli isegi tunnistajaks kahtlustatavale südaöövahetusele nende ja teiste inimeste vahel, kes motikasid oma kaljud randa ja “ragistasid ja põrutasid enne lahkumist oma pagasi mõnda aega ringi.” Sellise tegevuse kohta ei tohi küsida. Baja, kus narkokaubandus on paljude elukutse, ja Mackintosh nägi teistmoodi välja. Ta kirjeldab saarel veedetud aega viimases raamatus Marooned With Very Little Beer.
1997. aastal polnud õllepuudus Mackintoshi jaoks probleem. Ta sai sponsorit Tecate õllefirmalt ja koos buriga nimega Misión kaaslase ja õllekandja jaoks kõndis ta poolsaare selgroogu, külastades tee ääres paljusid Baja vanu Hispaania misjonikirikuid. Baja mäed on teistsugune kogemus kui rannik. Rändur leiab koormatute kalalaagrite ja särkideta kalameeste asemel kaugetest ranitsidest ja kübaratest kübaratest ja kauboidest. Vesi on endiselt suurim nappus, kuid see on hõlpsasti asustatud kohas. Tavaliselt pärineb see kaevudest ja on selge nagu Tahoe järv ning sama turvaline juua kui puhtaim kraanivesi.
Baja missioonid võivad olla vaimsed kogemused, olenemata sellest, kas inimene on jumalakartlik või mitte. Mitmed asuvad uimasti oaaside dateeritud palmi-, mango-, avokaado- ja viigimarjakanjonites ning vanad ehitised ise on kaunid pühapaigad, seest jahedad ja vaiksed, samal ajal kui lõõskav päike künnab riiki vahetust džunglist kaugemale. Tema teise raamatu " Teekond Baja Burroga" fookuses oleks Mackintoshi missioonilt jalutuskäik .
Aastatel 2003–2005 arendasin enda suhteid Bajaga. Jalutasin kõrberannikul, liikusin autoteedel mööda maanteid, elasin suuresti kõdunenud kaladest eemal ja kõndisin paljudes kohtades kindlasti Mackintoshi jälgedes. Mõned inimesed isegi küsisid, kas ma olen tema. Veetsin 10 kuud kogu seljakotis Baja Californias ja mind liigutas sama ilu, külalislahkus ja üksindus, mis 20 aastat enne seda Mackintoshi mõjutas. Nagu ta meenutab oma esimest visiiti 1979. aastal, võis Mackintosh sama hästi rääkida tuhande teise matkaja, süstaja ja jalgratturi muljetest, kes on metsiku Baja poolt tabatud.
„Sain kõik need suurepärased sõidud huvitavate inimestega, olgu siis autode, paatide või lennukitega. Inimesed kutsusid mind kalastama. Rannas oli meil homaaripeod ja ma võin telkida ükskõik kuhu nende suurepäraste tähtede all ja ma mõtlesin:“ See on paradiis, '' räägib ta mulle. „Kui ma üksi kõrbes olin, oli see nagu religioosne kogemus. See polnud üldse hirmutav ja oli palju parem kui see, mille juurde koju tagasi lähen. Tundsin end nii vabalt, nagu oleksin võinud lihtsalt eesli haarata ja minna päikeseloojangusse jalutama ning nautida seda paika, nagu see pidi olema. ”
Ja õnneks suudab ta üleilmastunud turistide lõksude kaudu ikkagi hakkama. Me kõik saame.
