استخراج معادن در فضا مواد معدنی در فضا آب و هوا و منابع فضایی

در حال حاضر توجه زیادی به استفاده از منابع جایگزین انواع منابع شده است. به عنوان مثال، بشر مدت‌هاست که انرژی را از مواد و مواد تجدیدپذیر مانند گرمای هسته سیاره، جزر و مد، نور خورشید و غیره تولید می‌کند. مقاله زیر به بررسی آب و هوا و منابع فضایی جهان می پردازد. مزیت اصلی آنها تجدید پذیر بودن آنهاست. در نتیجه، استفاده مکرر از آنها کاملاً مؤثر است و می توان عرضه را نامحدود در نظر گرفت.

دسته اول

منابع آب و هوایی به طور سنتی به معنای انرژی از خورشید، باد و غیره است. این اصطلاح منابع طبیعی پایان ناپذیر مختلفی را تعریف می کند. و این دسته نام خود را در نتیجه این واقعیت دریافت کرد که منابع موجود در ترکیب آن با ویژگی های خاصی از آب و هوای منطقه مشخص می شود. علاوه بر این، این گروه شامل یک زیر مجموعه نیز می شود. عوامل اصلی تعیین کننده موثر بر امکان توسعه چنین منابعی هوا، گرما، رطوبت، نور و سایر مواد مغذی هستند.

به نوبه خود، دومین دسته از مقوله های ارائه شده قبلی، منابع پایان ناپذیری را که خارج از مرزهای سیاره ما قرار دارند، متحد می کند. از جمله این انرژی شناخته شده خورشید است. بیایید با جزئیات بیشتری به آن نگاه کنیم.

روش های استفاده

برای شروع، اجازه دهید جهت های اصلی توسعه انرژی خورشیدی را به عنوان جزئی از گروه "منابع فضایی جهان" مشخص کنیم. در حال حاضر، دو ایده اساسی وجود دارد. اولین مورد پرتاب ماهواره ویژه مجهز به تعداد قابل توجهی پنل خورشیدی به مدار پایین زمین است. از طریق فتوسل‌ها، نوری که روی سطح آنها می‌افتد به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و سپس به ایستگاه‌های گیرنده ویژه روی زمین منتقل می‌شود. ایده دوم بر اساس یک اصل مشابه است. با این تفاوت که منابع فضایی جمع آوری می شود و از طریق آن بر روی استوای طبیعی نصب می شود و در این صورت سیستم به اصطلاح "کمربند قمری" را تشکیل می دهد.

انتقال انرژی

البته فناوری فضایی نیز مانند هر فناوری دیگری بدون توسعه متناظر این صنعت ناکارآمد تلقی می شود. و این نیاز به تولید کارآمد دارد که بدون حمل و نقل با کیفیت بالا غیرممکن است. در نتیجه، باید به راه‌های انتقال انرژی از صفحات خورشیدی به زمین توجه زیادی شود. در حال حاضر، دو روش اصلی توسعه یافته است: از طریق امواج رادیویی و پرتو نور. با این حال، در این مرحله یک مشکل به وجود آمد. باید با خیال راحت منابع فضایی را به زمین تحویل دهد. دستگاهی که به نوبه خود چنین اقداماتی را انجام خواهد داد، نباید اثر مخربی بر محیط زیست و موجودات ساکن در آن داشته باشد. متأسفانه، انتقال انرژی الکتریکی تبدیل شده در یک محدوده فرکانس مشخص می تواند اتم های مواد را یونیزه کند. بنابراین، نقطه ضعف این سیستم این است که منابع فضایی فقط در تعداد نسبتاً محدودی از فرکانس ها قابل انتقال هستند.

مزایا و معایب

مانند هر فناوری دیگری، فناوری ارائه شده قبلاً دارای ویژگی ها، مزایا و معایب خاص خود است. از جمله مزیت ها این است که منابع فضایی فراتر از فضای نزدیک زمین برای استفاده بسیار در دسترس خواهند بود. مثلا انرژی خورشیدی. تنها 20 تا 30 درصد از کل نور ساطع شده توسط ستاره ما به سطح سیاره می رسد. در عین حال، سلول خورشیدی که در مدار قرار خواهد گرفت، بیش از 90 درصد دریافت خواهد کرد. علاوه بر این، از جمله مزایایی که منابع فضایی جهان دارند، می توان دوام سازه های مورد استفاده را برجسته کرد. این شرایط به این دلیل امکان پذیر است که در خارج از سیاره نه جو وجود دارد و نه اثرات مخرب اکسیژن و سایر عناصر آن. با این وجود، فضاهای فضایی دارای معایب قابل توجهی هستند. یکی از اولین موارد هزینه بالای تولید و نصب حمل و نقل است. مورد دوم را می توان عدم دسترسی و پیچیدگی عملیات در نظر گرفت. علاوه بر این، تعداد قابل توجهی از پرسنل آموزش دیده ویژه نیز مورد نیاز خواهد بود. سومین عیب چنین سیستم هایی را می توان تلفات قابل توجه در هنگام انتقال انرژی از ایستگاه فضایی به زمین دانست. به گفته کارشناسان، حمل و نقل فوق تا 50 درصد از کل برق تولیدی را خواهد گرفت.

ویژگی های مهم

همانطور که قبلا ذکر شد، فناوری مورد بحث دارای برخی ویژگی های متمایز است. با این حال، آنها هستند که سهولت دسترسی را تعیین می کنند.اجازه دهید مهم ترین آنها را فهرست کنیم. ابتدا باید به مشکل یافتن ایستگاه ماهواره ای در یک مکان اشاره کرد. مانند سایر قوانین طبیعت، قاعده کنش و واکنش در اینجا نیز کارساز خواهد بود. در نتیجه، از یک سو فشار جریان های تابش خورشیدی و از سوی دیگر بر تابش الکترومغناطیسی سیاره تأثیر می گذارد. موقعیت مشخص شده اولیه ماهواره باید حفظ شود.ارتباط بین ایستگاه و گیرنده ها در سطح سیاره باید در سطح بالایی حفظ شود و از درجه ایمنی و دقت لازم اطمینان حاصل شود. این دومین ویژگی است که استفاده از منابع فضایی را مشخص می کند. سومین مورد به طور سنتی شامل عملکرد موثر فتوسل ها و قطعات الکترونیکی حتی در شرایط دشوار، به عنوان مثال، در دماهای بالا است. ویژگی چهارم که در حال حاضر امکان اطمینان از در دسترس بودن فناوری های فوق را فراهم نمی کند، هزینه نسبتاً بالای هر دو پرتاب کننده و خود نیروگاه های فضایی است.

ویژگی های دیگر

با توجه به اینکه منابعی که در حال حاضر روی زمین در دسترس هستند، عمدتاً تجدید ناپذیر هستند و مصرف آنها توسط بشر، برعکس، با گذشت زمان در حال افزایش است و با نزدیک شدن به لحظه ناپدید شدن کامل مهمترین منابع، مردم به طور فزاینده ای به این فکر می کنند. استفاده از منابع انرژی جایگزین اینها شامل ذخایر فضایی مواد و مواد است. با این حال، بشریت علاوه بر امکان استخراج کارآمد از انرژی خورشیدی، احتمالات به همان اندازه جالب دیگری را نیز در نظر گرفته است. به عنوان مثال، توسعه ذخایر مواد ارزشمند برای زمینیان را می توان بر روی اجرام کیهانی واقع در منظومه شمسی ما انجام داد. بیایید به برخی از آنها با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.

ماه

پرواز به آنجا مدتهاست که دیگر جنبه علمی تخیلی نیست. در حال حاضر، ماهواره سیاره ما توسط کاوشگرهای تحقیقاتی شخم زده می شود. به لطف آنها بود که بشریت فهمید که سطح ماه ترکیبی شبیه به پوسته زمین دارد. در نتیجه، می توان ذخایری از مواد ارزشمندی مانند تیتانیوم و هلیوم را در آنجا ایجاد کرد.

مریخ

همچنین چیزهای جالب زیادی در سیاره به اصطلاح "قرمز" وجود دارد. طبق تحقیقات، پوسته مریخ از سنگ معدن خالص فلزی بسیار غنی تر است. بنابراین، در آینده، توسعه ذخایر مس، قلع، نیکل، سرب، آهن، کبالت و سایر مواد ارزشمند ممکن است در آنجا آغاز شود. علاوه بر این، این امکان وجود دارد که مریخ به عنوان تامین کننده اصلی سنگ معدن فلزات کمیاب در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، مانند روتنیوم، اسکاندیم یا توریم.

سیارات غول پیکر

حتی همسایگان دور سیاره ما می توانند بسیاری از مواد لازم برای وجود طبیعی و توسعه بیشتر بشریت را در اختیار ما قرار دهند. بنابراین، مستعمرات در نقاط دوردست منظومه شمسی ما مواد خام شیمیایی با ارزشی را به زمین عرضه خواهند کرد.

سیارک ها

در حال حاضر، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که اجسام کیهانی فوق توصیف شده هستند که فضاهای کیهان را شخم می زنند که می توانند به مهم ترین ایستگاه برای تامین بسیاری از منابع لازم تبدیل شوند. به عنوان مثال، بر روی برخی از سیارک ها با کمک تجهیزات تخصصی و تجزیه و تحلیل دقیق داده های به دست آمده، فلزات ارزشمندی مانند روبیدیم و ایریدیوم و همچنین آهن کشف شد. از جمله موارد فوق، تامین کنندگان عالی ترکیب پیچیده ای به نام دوتریوم هستند. در آینده قرار است از این ماده خاص به عنوان ماده اولیه سوخت برای نیروگاه های آینده استفاده شود. به طور جداگانه باید به موضوع حیاتی دیگری اشاره کرد. در حال حاضر درصد معینی از جمعیت جهان از کمبود مداوم آب رنج می برند. در آینده، مشکل مشابهی ممکن است به بیشتر نقاط کره زمین سرایت کند. در این مورد، این سیارک ها هستند که می توانند تامین کننده چنین منبع حیاتی شوند. زیرا بسیاری از آنها حاوی آب شیرین به شکل یخ هستند.

رویاهای استعمار فضا و استخراج منابع طبیعی در آنجا مدت ها پیش ظاهر شد، اما امروز به واقعیت تبدیل شده است. در ابتدای سال، شرکت ها و صنایع فضای عمیق اعلام کردند که قصد دارند اکتشافات فضای صنعتی را آغاز کنند. T&P در حال بررسی این موضوع است که قصد دارند چه مواد معدنی استخراج کنند، این پروژه ها چقدر امکان پذیر هستند و آیا فضا می تواند آلاسکای جدید معدنچیان طلای قرن بیست و یکم باشد یا خیر.

اگر هنوز فقط رویای توسعه صنعتی سیارات را می بینیم، در مورد سیارک ها همه چیز بسیار خوش بینانه تر است. اول از همه، ما فقط در مورد نزدیکترین اجرام به زمین صحبت می کنیم، و حتی آنهایی که سرعت آنها از آستانه اولین سرعت کیهانی تجاوز نمی کند. در مورد خود سیارک‌ها، امیدوارکننده‌ترین سیارک‌ها برای استخراج به اصطلاح سیارک‌های کلاس M هستند که اکثر آنها تقریباً به طور کامل از نیکل و آهن تشکیل شده‌اند و همچنین سیارک‌های کلاس S که حاوی سیلیکات‌های آهن و منیزیم هستند. سنگ آنها محققان همچنین پیشنهاد می‌کنند که ذخایر فلزات طلا و پلاتین ممکن است در این سیارک‌ها کشف شود؛ این سیارک به دلیل نادر بودن آنها در زمین، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای ارائه ایده ای از اعدادی که در مورد آنها صحبت می کنیم: یک سیارک با اندازه متوسط ​​(با قطر حدود 1.5 کیلومتر) حاوی فلزاتی به ارزش 20 تریلیون دلار است.

در نهایت، یکی دیگر از اهداف اصلی معدنچیان طلای فضایی، سیارک‌های کلاس C (تقریباً 75 درصد از کل سیارک‌های منظومه شمسی) است که قرار است از آنها آب استخراج شود. تخمین زده می شود که حتی کوچکترین سیارک های این گروه با قطر 7 متر می توانند تا 100 تن آب داشته باشند. آب را نمی توان دست کم گرفت؛ فراموش نکنید که هیدروژن را می توان از آن به دست آورد که سپس می توان از آن به عنوان سوخت استفاده کرد. علاوه بر این، استخراج مستقیم آب از سیارک ها باعث صرفه جویی در هزینه تحویل آن از زمین می شود.

چه چیزی در فضا استخراج کنم

پلاتین یک لقمه خوشمزه برای همه سرمایه گذاران است. از طریق پلاتین است که علاقه مندان به معدن فضایی می توانند هزینه های خود را جبران کنند.

عملکرد کل ایستگاه تولید به ذخایر آب بستگی دارد. علاوه بر این، بیشترین سیارک های "آبی" در نزدیکی زمین وجود دارد: حدود 75 درصد.

آهن مهمترین فلز صنعت مدرن است، بنابراین کاملاً بدیهی است که تلاش معدنچیان در درجه اول بر روی آن متمرکز خواهد شد.

چگونه معدن

بر روی یک سیارک استخراج شده و سپس برای پردازش به زمین تحویل داده شد.

یک کارخانه معدن مستقیماً روی سطح سیارک در حال ساخت است. برای انجام این کار، لازم است فناوری ای ایجاد شود که تجهیزات را روی سطح یک سیارک نگه دارد، زیرا به دلیل نیروی گرانش کم، حتی یک ضربه فیزیکی ضعیف می تواند به راحتی ساختار را پاره کند و آن را به فضا ببرد. مشکل دیگر این روش تحویل مواد اولیه برای فرآوری بعدی است که می تواند بسیار گران تمام شود.

سیستمی از ماشین های خودتکثیر شونده.برای اطمینان از عملکرد تولید بدون دخالت انسان، گزینه ای برای ایجاد سیستمی از ماشین های خودبازتولید کننده پیشنهاد شده است که هر کدام یک کپی دقیق از خود را در مدت زمان معینی مونتاژ می کنند. در دهه 80، چنین پروژه ای حتی توسط ناسا توسعه یافت، اگرچه در آن زمان ما در مورد سطح ماه صحبت می کردیم. اگر چنین ماشینی در یک ماه قادر به مونتاژ یک دستگاه مشابه خود باشد، در کمتر از یک سال بیش از هزار دستگاه از این دست و در سه مورد بیش از یک میلیارد خواهد بود. پیشنهاد می شود از انرژی پنل های خورشیدی به عنوان منبع انرژی برای ماشین ها استفاده شود.

استخراج و پردازش مستقیم روی سیارک.ایستگاه هایی بسازید که مواد خام را روی سطح یک سیارک پردازش کنند. مزیت این روش این است که باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه تحویل مواد معدنی به سایت معدن می شود. معایب - تجهیزات اضافی و بر این اساس، درجه بالاتری از اتوماسیون.

سیارک را برای استخراج بعدی به زمین منتقل کنید.شما می توانید یک سیارک را با استفاده از یک یدک کش فضایی به سمت زمین بکشید، اصل عملکرد مشابه چیزی است که ماهواره ها اکنون در مدار زمین قرار می دهند. گزینه دوم ایجاد یک یدک کش گرانشی است، فناوری که با کمک آن قرار است از زمین در برابر سیارک های بالقوه خطرناک محافظت شود. یدک کش جسم کوچکی است که به سیارک نزدیک می شود (در فاصله 50 متری) و اختلال گرانشی ایجاد می کند که مسیر حرکت آن را تغییر می دهد. گزینه سوم، جسورانه‌ترین و خارق‌العاده‌ترین گزینه، تغییر در آلبدو (انعکاس) سیارک است. بخشی از سیارک با فیلم یا رنگ پوشانده شده است، پس از آن، طبق محاسبات نظری، به دلیل گرم شدن ناهموار سطح توسط خورشید، سرعت چرخش سیارک باید تغییر کند.

چه کسی معدن خواهد کرد

پیتر دیامانتیس، تاجر آمریکایی، خالق صندوق جایزه X، مسئول ایجاد آن است. این تیم علمی توسط کارمندان سابق ناسا رهبری می شود و این پروژه توسط لری پیج و جیمز کامرون حمایت مالی می شود. وظیفه اصلی این شرکت ساخت تلسکوپ Arkyd-100 است که هزینه تولید آن را خود پرداخت می کند و تمام کمک های مالی صرف نگهداری تلسکوپ و راه اندازی مستقیم آن می شود که برای سال 2014 برنامه ریزی شده است. طرح‌های Arkyd-100 بسیار ساده هستند - این شرکت امیدوار است که تلسکوپ را آزمایش کند و در عین حال از کهکشان‌ها، ماه، سحابی‌ها و سایر زیبایی‌های کیهانی عکس‌هایی با کیفیت بگیرد. اما Arkyd-200 و Arkyd-300 بعدی در جستجوی خاص برای سیارک ها و آماده سازی برای استخراج مواد خام خواهند بود.

در راس صنایع فضای عمیقریک تاملینسون، که در همان صندوق جایزه X، کارمند سابق ناسا جان منکینز و دانشمند استرالیایی مارک سونتر، دست داشتند، ایستاده اند. این شرکت در حال حاضر دو فضاپیما دارد. اولین آنها، فای فلای، برای پرتاب به فضا در سال 2015 برنامه ریزی شده است. این دستگاه تنها 25 کیلوگرم وزن دارد و هدف آن جستجوی سیارک های مناسب برای اکتشافات آینده، مطالعه ساختار، سرعت چرخش و سایر پارامترها خواهد بود. دومی، DragonFly، باید تکه‌هایی از سیارک‌هایی با وزن 25 تا 75 کیلوگرم را به زمین برساند. راه اندازی آن، طبق برنامه، در سال 2016 انجام خواهد شد. سلاح مخفی اصلی Deep Space Industries، فناوری MicroGravity Foundry است، یک چاپگر سه بعدی ریزگرانشی که قادر به ایجاد قطعات با دقت بالا و چگالی بالا در شرایط گرانش کم است. تا سال 2023، این شرکت انتظار استخراج فعال پلاتین، آهن، آب و گاز از سیارک ها را دارد.

ناسانیز کنار نمی ایستد. تا سپتامبر 2016، آژانس قصد دارد دستگاه OSIRIS-REX را راه اندازی کند، که باید کاوش سیارک Bennu را آغاز کند. تقریباً تا پایان سال 2018، این دستگاه به هدف خود می رسد، نمونه خاک را می گیرد و دو تا سه سال دیگر به زمین باز می گردد. برنامه‌های محققان آزمایش حدس‌ها در مورد منشا منظومه شمسی، نظارت بر انحراف مسیر سیارک است (اگرچه احتمال بسیار کمی وجود دارد که بننو می‌تواند روزی با زمین برخورد کند) و در نهایت، جالب‌ترین مورد موضوع: مطالعه خاک سیارک برای خواص مفید فسیل ها.

برای تجزیه و تحلیل خاک، OSIRIS-REX از 3 طیف سنج مادون قرمز، حرارتی و اشعه ایکس استفاده می کند. اولی تابش مادون قرمز را اندازه گیری می کند و به دنبال مواد حاوی کربن می گردد، دومی دما را در جستجوی آب و خاک رس اندازه گیری می کند. سومین مورد، گرفتن منابع اشعه ایکس برای تشخیص فلزات است: در درجه اول آهن، منیزیم و سیلیکون.

چه کسی صاحب منابع فضایی است؟

اگر برنامه‌های جهانی این شرکت‌ها به واقعیت تبدیل شود، سؤال مهم دیگری مطرح می‌شود: حقوق معدنی در فضا چگونه تقسیم می‌شود؟ این مشکل برای اولین بار در سال 1967 مطرح شد، زمانی که سازمان ملل قانونی را تصویب کرد که استخراج منابع در فضا را ممنوع می کرد تا زمانی که شرکت معدنی تصرف واقعی این قلمرو را ارائه کرد. در مورد حقوق خود منابع چیزی گفته نشد. یک سند سازمان ملل در سال 1984 در مورد ماه وضعیت را کمی روشن کرد. در این بیانیه آمده است که «ماه و منابع طبیعی آن میراث مشترک بشریت است» و استفاده از منابع آن «باید به نفع و منافع همه کشورها باشد». در همان زمان، قدرت های اصلی فضایی، اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا، این سند را نادیده گرفتند و موضوع تا به امروز باز ماند.

برای حل این مشکل، برخی از کارشناسان پیشنهاد می کنند که سیستمی را که در حال حاضر در کنوانسیون حقوق بین الملل دریاها استفاده می شود، که استخراج مواد معدنی از بستر دریا را تنظیم می کند، به عنوان آنالوگ در نظر بگیرند. اصول آن فراتر از ایده آلیستی است - طبق این کنوانسیون، هیچ دولتی و همچنین یک فرد خصوصی نمی تواند ادعای حق مالکیت سرزمین و منابع آن را داشته باشد؛ این حقوق متعلق به تمام بشریت است و خود منابع باید فقط برای صلح آمیز استفاده شوند. اهداف اما بعید است که این امر مانع از گسترش تهاجمی شرکت های خصوصی شود. رئیس هیئت مدیره صنایع فضای عمیق، ریک تاملینسون، به بهترین وجه در مورد ماهیت صنعت آینده صحبت کرد: "افسانه ای وجود دارد که هیچ چیز خوبی در انتظار ما نیست و ما به هیچ چیز امیدوار نیستیم. این افسانه فقط در ذهن افرادی وجود دارد که به آن اعتقاد دارند. ما متقاعد شده‌ایم که این تازه آغاز راه است.»

سیارک ها مواد اولیه ای هستند که پس از تشکیل منظومه شمسی باقی مانده اند. آنها همه جا هستند: برخی از آنها بسیار نزدیک به خورشید پرواز می کنند، برخی دیگر در نزدیکی مدار نپتون یافت می شوند. تعداد زیادی از سیارک ها بین مشتری و مریخ جمع آوری شده اند - آنها به اصطلاح کمربند سیارکی را تشکیل می دهند. تا به امروز، حدود 9000 جرم در حال عبور از مدار زمین کشف شده است.

بسیاری از این سیارک ها در منطقه دسترسی هستند و بسیاری از آنها دارای ذخایر عظیمی از منابع هستند: از آب گرفته تا پلاتین. استفاده از آنها منبع عملاً بی پایانی را فراهم می کند که ثبات را در زمین برقرار می کند، رفاه بشریت را افزایش می دهد و همچنین زمینه ای برای حضور و اکتشاف فضا ایجاد می کند.

منابع باور نکردنی

بیش از 1500 سیارک وجود دارد که دسترسی به آنها به آسانی ماه است. مدار آنها با مدار زمین تلاقی می کند. این گونه سیارک ها گرانش کمی دارند که فرود و برخاست را آسان تر می کند.

منابع سیارکی دارای تعدادی ویژگی منحصر به فرد هستند که آنها را جذاب تر می کند. بر خلاف زمین، که در آن فلزات سنگین نزدیک به هسته قرار دارند، فلزات موجود در سیارک ها در سراسر جسم توزیع شده اند. این کار حذف آنها را بسیار ساده تر می کند.

بشریت تازه شروع به درک پتانسیل باورنکردنی سیارک ها کرده است. اولین تماس یک فضاپیما با یکی از آنها در سال 1991 رخ داد، زمانی که فضاپیمای گالیله در نزدیکی سیارک گاسپرا در مسیر خود به سمت مشتری پرواز کرد. دانش ما از این همسایگان آسمانی با تعداد کمی از مأموریت های بین المللی و آمریکایی که از آن زمان انجام شده است، متحول شده است. در طول هر یک از آنها، علم سیارک ها از نو بازنویسی شد.

درباره کشف و تعداد سیارک ها

میلیون‌ها سیارک از مدارهای مریخ و مشتری عبور می‌کنند، که اغتشاشات گرانشی آنها برخی اجرام را به خورشید نزدیک‌تر می‌کند. بنابراین، کلاس سیارک های نزدیک به زمین ظاهر شدند.

کمربند سیارکی

وقتی در مورد سیارک ها صحبت می کنند، اکثر مردم به کمربند آنها فکر می کنند. میلیون‌ها جرمی که آن را تشکیل می‌دهند، یک ناحیه حلقه‌مانند بین مدارهای مریخ و مشتری تشکیل می‌دهند. علیرغم این واقعیت که این سیارک ها از نظر درک تاریخچه پیدایش و توسعه منظومه شمسی بسیار مهم هستند، در مقایسه با سیارک های نزدیک به زمین، دسترسی به آنها چندان آسان نیست.

سیارک های نزدیک به زمین

سیارک های نزدیک به زمین به سیارک هایی گفته می شود که مدار یا بخشی از آنها بین 0.983 و 1.3 واحد نجومی از خورشید قرار دارد (1 واحد نجومی فاصله زمین تا خورشید است).

در سال 1960، تنها 20 سیارک نزدیک به زمین شناخته شده بود. تا سال 1990 این تعداد به 134 افزایش یافته بود و امروزه این تعداد 9000 تخمین زده می شود و مدام در حال افزایش است. دانشمندان مطمئن هستند که در واقع بیش از یک میلیون از آنها وجود دارد. در میان سیارک‌هایی که امروزه مشاهده می‌شوند، 981 مورد از آنها بیش از 1 کیلومتر قطر دارند، بقیه از 100 متر تا 1 کیلومتر قطر دارند. 2800 - قطر کمتر از 100 متر.

سیارک های نزدیک به زمین بسته به فاصله آنها از خورشید به 3 گروه تقسیم می شوند: آتون ها، آپولوس ها و آمورها.

دو سیارک نزدیک به زمین توسط فضاپیمای روباتیک بازدید شده است: یک ماموریت ناسا از سیارک 433 اروس بازدید کرد و ماموریت ژاپنی هایابوسا از سیارک 25143 Itokawa بازدید کرد. ناسا در حال حاضر روی ماموریت OSIRIS-Rex کار می کند که هدف آن پرواز به سیارک کربنی 1999 RQ36 در سال 2019 است.

ترکیب سیارک

سیارک های نزدیک به زمین از نظر ترکیب بسیار متفاوت هستند. هر یک از ته آنها حاوی آب، فلزات و مواد کربن دار در مقادیر مختلف است.

اب

آب حاصل از سیارک ها یک منبع کلیدی در فضا است. آب را می توان به سوخت موشک تبدیل کرد یا نیازهای انسان را تامین کرد. همچنین می تواند اساساً نحوه کاوش در فضا را تغییر دهد. یک سیارک غنی از آب، با عرض 500 متر، حاوی 80 برابر بیشتر از آب است که در بزرگترین تانکر جای می گیرد و اگر به سوخت فضاپیما تبدیل شود، 200 برابر بیشتر از آن چیزی است که برای پرتاب همه موشک های تاریخ بشر نیاز بود.

فلزات کمیاب

هنگامی که ما دسترسی پیدا کردیم و نحوه استخراج، استخراج و استفاده از منابع آبی سیارک ها را آموختیم، استخراج فلزات از آنها بسیار امکان پذیر خواهد شد. برخی از اجرام نزدیک به زمین حاوی PGM در غلظت بالایی هستند که تنها غنی ترین معادن زمینی می توانند به خود ببالند. یک سیارک غنی از پلاتین، به عرض 500 متر، حاوی تقریباً 174 برابر بیشتر از میزان استخراج شده در زمین در یک سال و 1.5 برابر ذخایر PGM شناخته شده جهان از این فلز است. این مقدار برای پر کردن زمین بسکتبال 4 برابر بالاتر از حلقه کافی است.

منابع دیگر

سیارک ها همچنین حاوی فلزات رایج تری مانند آهن، نیکل و کبالت هستند. گاهی اوقات در مقادیر باور نکردنی. علاوه بر این، آنها می توانند حاوی مواد فرار مانند نیتروژن، CO، CO2 و متان باشند.

استفاده از سیارک ها

آب مهمترین عنصر منظومه شمسی است. برای فضا، آب، علاوه بر نقش حیاتی هیدراتاسیون، مزایای مهم دیگری نیز دارد. می تواند در برابر تشعشعات خورشیدی محافظت کند، به عنوان سوخت استفاده شود، اکسیژن را تامین کند و غیره. امروزه تمام آب و منابع مرتبط مورد نیاز برای پروازهای فضایی با قیمت های گزاف از سطح زمین منتقل می شود. از بین تمام محدودیت‌های گسترش انسان به فضا، این مهمترین است.

آب کلید منظومه شمسی است

آب حاصل از سیارک‌ها می‌تواند به سوخت موشک تبدیل شود یا به تأسیسات ذخیره‌سازی ویژه واقع در مکان‌های استراتژیک در مدار برای سوخت فضاپیماها تحویل داده شود. این نوع سوخت که عرضه و فروخته می شود، رونق زیادی به توسعه پروازهای فضایی می دهد.

آب حاصل از سیارک ها می تواند هزینه های ماموریت های فضایی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، زیرا همه آنها عمدتاً به سوخت متکی هستند. به عنوان مثال، انتقال یک لیتر آب از یکی از سیارک ها به مدار زمین بسیار سودمندتر از انتقال همان لیتر از سطح سیاره است.

در مدار، می توان از آب برای سوخت رسانی به ماهواره ها، افزایش بار موشک ها، نگهداری ایستگاه های مداری، ایجاد حفاظت در برابر تشعشع و غیره استفاده کرد.

هزینه صدور

این سیارک غنی از آب با عرض 500 متر حاوی 50 میلیارد دلار آب است. می‌توان آن را به یک ایستگاه فضایی ویژه تحویل داد، جایی که دستگاه‌های پرواز به اعماق فضا سوخت‌گیری می‌شوند. این امر حتی با فرضیات مشکوک بسیار مؤثر است: 1. فقط 1٪ از آب استخراج می شود، 2. نیمی از آب استخراج شده در هنگام تحویل استفاده می شود، 3. موفقیت پروازهای فضایی تجاری منجر به 100- خواهد شد. کاهش برابری در هزینه پرتاب موشک از زمین. البته با رویکردی کمتر محافظه کارانه، ارزش سیارک ها تریلیون ها یا حتی ده ها تریلیون دلار افزایش خواهد یافت.

اقتصاد عملیات استخراج سیارک نیز می تواند با استفاده از سوخت "محلی" بهبود یابد. یعنی یک وسیله ی معدن می تواند با استفاده از آب سیارکی که روی آن استخراج شده است بین سیارات پرواز کند که منجر به بازدهی بالایی خواهد شد.

از آب گرفته تا فلزات

در صورت موفقیت آمیز بودن استخراج آب، توسعه سایر عناصر و فلزات بسیار امکان پذیرتر خواهد شد. به عبارت دیگر، استخراج آب امکان استخراج فلزات را فراهم می کند.

PGM ها در زمین بسیار نادر هستند. آنها (و فلزات مشابه) دارای خواص شیمیایی خاصی هستند که آنها را برای صنایع و اقتصادهای قرن بیست و یکم بسیار ارزشمند می کند. علاوه بر این، فراوانی آنها می تواند منجر به استفاده جدیدی از آنها شود که هنوز کشف نشده است.

استفاده از فلزات سیارک ها در فضا

فلزات استخراج شده از سیارک ها علاوه بر تحویل به زمین، می توانند مستقیماً در فضا استفاده شوند. برای مثال می توان از عناصری مانند آهن و آلومینیوم در ساخت اجسام فضایی، حفاظت از وسایل و غیره استفاده کرد.

سیارک ها را هدف قرار دهید

دسترسی

دسترسی به بیش از 1500 سیارک به آسانی ماه است. اگر مسیر برگشت را در نظر بگیریم، این رقم به 4000 افزایش می یابد. آب استخراج شده از آنها می تواند برای پرواز برگشت به زمین استفاده شود. این در دسترس بودن سیارک ها را بیشتر افزایش می دهد.

فاصله از زمین

در موارد خاص، به ویژه در طول ماموریت های اولیه، سیارک هایی که در منطقه زمین-ماه عبور می کنند باید هدف قرار گیرند. اکثر آنها چندان نزدیک پرواز نمی کنند، اما استثناهایی وجود دارد.

با سرعت سریع کشف سیارک های جدید نزدیک به زمین و افزایش توانایی برای اکتشاف آنها، این احتمال وجود دارد که بیشتر اجرام موجود هنوز کشف نشده باشند.

منابع سیاره ای

همه موارد فوق مورد توجه بسیاری از سازمان ها و افراد است. بسیاری این را آینده معدن به طور کلی و زمین به طور خاص می دانند.

این افراد بودند که شرکت منابع سیاره ای را تأسیس کردند که هدف رسمی آن استفاده از فناوری های تجاری و نوآورانه برای اکتشاف فضایی است. Planetary Resources به دنبال توسعه فضاپیمای روباتیک ارزان قیمت است که امکان کشف هزاران سیارک غنی از منابع را فراهم می کند. این شرکت قصد دارد از منابع طبیعی فضا برای توسعه اقتصاد استفاده کند و بدین ترتیب آینده تمام بشریت را بسازد.

هدف فوری Planetary Resources کاهش قابل توجه هزینه استخراج سیارک است. این همه بهترین فن آوری های تجاری هوافضا را گرد هم می آورد. به گفته این شرکت، فلسفه آنها امکان توسعه سریع اکتشافات فضایی خصوصی و تجاری را فراهم می کند.

فن آوری ها

بسیاری از فناوری منابع سیاره ای متعلق به خود آنهاست. رویکرد تکنولوژیکی این شرکت بر چند اصل ساده استوار است. منابع سیاره ای نوآوری های مدرن در زمینه میکروالکترونیک، پزشکی، فناوری اطلاعات و روباتیک را گرد هم می آورد.

سری Arkyd 100 LEO

اکتشافات فضایی موانع خاصی را برای ساخت فضاپیماها ایجاد می کند. جنبه های مهم در این موضوع ارتباطات نوری، میکروموتورها و غیره است. Planetary Resources با همکاری ناسا به طور فعال روی آنها کار می کند. امروزه یک مخابرات فضایی قبلا ایجاد شده است سری Arkyd 100 LEO(شکل سمت چپ).لئو اولین تلسکوپ فضایی خصوصی و وسیله ای برای رسیدن به سیارک های نزدیک به زمین است. در مدار پایین زمین قرار خواهد گرفت.

بهبودهای آتی تلسکوپ لئو راه را برای مرحله بعدی هموار خواهد کرد - پرتاب ماموریت دستگاه Arkyd series 200 - Interceptor (شکل سمت چپ). هنگامی که رهگیر با یک ماهواره زمین ایستا ویژه لنگر انداخته شود، موقعیت یابی می شود و به سیارک هدف سفر می کند تا تمام داده های لازم در مورد آن را جمع آوری کند. دو یا چند رهگیر می توانند با هم کار کنند. آنها شناسایی، ردیابی و ردیابی اجسام در حال پرواز بین زمین و ماه را ممکن می سازند. ماموریت های رهگیر به منابع سیاره ای اجازه می دهد تا به سرعت داده های چندین سیارک نزدیک به زمین را به دست آورد.

با افزودن قابلیت ارتباط لیزری در اعماق فضا به رهگیر، Planetary Resources قادر خواهد بود ماموریتی به نام آغاز کند. Arkyd سری 300 Randezvous Prospector (شکل سمت چپ)، که هدف آن سیارک های دورتر است. هنگامی که در مدار یکی از آنها قرار گیرد، Randezvous Prospector داده هایی را در مورد شکل، چرخش، تراکم، سطح و ترکیب زیرسطحی سیارک جمع آوری می کند. استفاده از Randezvous Prospector هزینه نسبتا پایین قابلیت های پرواز بین سیاره ای را نشان می دهد که مطابق با منافع ناسا، سازمان های مختلف علمی، شرکت های خصوصی و غیره است.

استخراج معادن روی یک سیارک

استخراج و استخراج فلزات و سایر منابع در شرایط ریزگرانش به تحقیقات و سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارد. Planetary Resources روی فناوری‌های حیاتی کار خواهد کرد که به دست آوردن آب و فلزات از سیارک‌ها را ممکن می‌سازد. این امر به همراه دستگاه های ارزان قیمت برای اکتشاف فضایی، توسعه پایدار این منطقه را ممکن می سازد.

تیم منابع سیاره ای

منابع سیاره ای متشکل از افراد برجسته در زمینه خود است: مهندسان علمی، متخصصان در زمینه های مختلف. بنیانگذاران این شرکت را تاجران و پیشگامان صنعت فضای تجاری اریک اندرسون و پیتر دیاماندیس می دانند. دیگر اعضای تیم Planetary Resources شامل دانشمندان سابق ناسا، کریس لویتسکی و کریس وورهیس، کارگردان مشهور فیلم جیمز کامرون، فضانورد سابق ناسا، توماس جونز، CTO سابق مایکروسافت، دیوید واسکیویچ، و دیگران هستند.

در حال حاضر توجه زیادی به استفاده از منابع جایگزین انواع منابع شده است. به عنوان مثال، بشر مدت‌هاست که انرژی را از مواد و مواد تجدیدپذیر مانند گرمای هسته سیاره، جزر و مد، نور خورشید و غیره تولید می‌کند. مقاله زیر به بررسی آب و هوا و منابع فضایی جهان می پردازد. مزیت اصلی آنها تجدید پذیر بودن آنهاست. در نتیجه، استفاده مکرر از آنها کاملاً مؤثر است و می توان عرضه را نامحدود در نظر گرفت.

منابع آب و هوایی به طور سنتی به معنای انرژی از خورشید، باد و غیره است. این اصطلاح منابع طبیعی پایان ناپذیر مختلفی را تعریف می کند. و این دسته نام خود را در نتیجه این واقعیت دریافت کرد که منابع موجود در ترکیب آن با ویژگی های خاصی از آب و هوای منطقه مشخص می شود. علاوه بر این، این گروه شامل یک زیر مجموعه نیز می شود. به آن منابع کشاورزی اقلیمی می گویند. عوامل تعیین کننده اصلی موثر بر امکان توسعه چنین منابعی هوا، گرما، رطوبت، نور و سایر مواد مغذی هستند.

منابع فضایی به نوبه خود، دومین دسته از مقوله های ارائه شده قبلی، منابع پایان ناپذیری را که خارج از مرزهای سیاره ما قرار دارند، ترکیب می کند. از جمله این انرژی شناخته شده خورشید است. بیایید با جزئیات بیشتری به آن نگاه کنیم. روش های استفاده برای شروع، اجازه دهید جهت های اصلی توسعه انرژی خورشیدی را به عنوان جزئی از گروه "منابع فضایی جهان" مشخص کنیم. در حال حاضر، دو ایده اساسی وجود دارد. اولین مورد پرتاب ماهواره ویژه مجهز به تعداد قابل توجهی پنل خورشیدی به مدار پایین زمین است. از طریق فتوسل‌ها، نوری که روی سطح آنها می‌افتد به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و سپس به ایستگاه‌های گیرنده ویژه روی زمین منتقل می‌شود. ایده دوم بر اساس یک اصل مشابه است. با این تفاوت که منابع فضایی از طریق پنل های خورشیدی که در خط استوای ماهواره طبیعی زمین نصب می شوند، جمع آوری خواهد شد. در این حالت، سیستم به اصطلاح "کمربند قمری" را تشکیل می دهد.

ترکیب بخشی صنعت چوب و جغرافیای موقعیت آن را آشکار کنید.

صنعت جنگلداریمجموعه ای از شرکت هایی است که چوب را برداشت و پردازش می کنند.

ساختار صنعت:

1) ورود به سیستم.رهبران ایالات متحده آمریکا، کانادا، روسیه، کشورهای اسکاندیناوی، برزیل، کشورهای آفریقای استوایی و آسیای جنوب شرقی هستند.

2) صنعت چوب(الوار، تخته سه لا، مبلمان). رهبران در تولید چوب: ایالات متحده آمریکا، کانادا، روسیه، چین، برزیل، هند.

3) صنعت خمیر و کاغذ(کاغذ، مقوا، الیاف مصنوعی، سلولز). آمریکا، ژاپن و چین پیشتاز هستند.

4) صنایع شیمیایی چوب(قطر، الکل، رزین، اسید استیک). ایالات متحده آمریکا و کانادا در اینجا پیشتاز هستند.

کشورهای بسیار توسعه یافته در تولید کاغذ و محصولات چوبی تخصص دارند. کشورهای در حال توسعه درگیر چوب‌برداری هستند.

3. کار عملی.مرزها و پایتخت های 5 پادشاهی جهان را بر روی نقشه کلی ترسیم کنید.

بریتانیا - لندن، اسپانیا - مادرید، سوئد - استکهلم، ژاپن - توکیو، عربستان سعودی - ریاض، مالزی - کوالالامپور، امارات - ابوظبی.

بلیط شماره 23

1. مفاهیم "شهرسازی"، "انباشتگی"، "مگالوپلیس" را گسترش دهید. مثال بزن.

شهرنشینیفرآیند رشد جمعیت شهری و نقش فزاینده شهرها در توسعه جامعه است. در سال 2008، جمعیت شهری برای اولین بار در تاریخ از جمعیت روستایی فراتر رفت و همچنان در حال افزایش است.

ویژگی های شهرنشینی:

تراکم شهریمجموعه ای از سکونتگاه های شهری (لندن، روهر) است.

مگالوپولیس- مناطق شهری پیوسته (توکایدو - 60 میلیون نفر، بوسواش - 50 میلیون نفر).

تا همین اواخر، استخراج روی سیارک ها یکی از پیش بینی های کلیشه ای نویسندگان داستان های علمی تخیلی به حساب می آمد. اعتقاد بر این بود که معدنچیان فضایی که فلزات ارزشمندی را از این اجرام آسمانی استخراج می‌کنند، محصول همان خیال‌پردازی مردان سبز کوچک در مریخ یا جنگل‌هایی با دایناسورها در زهره است. با این حال، در حال حاضر، بیشتر و بیشتر کارشناسان تمایل دارند بر این باورند که ما در مورد فناوری های موجود صحبت می کنیم که می توانند در آینده نزدیک اجرا شوند و به بشریت منبع جدیدی از مواد معدنی بدهند. در ایالات متحده آمریکا، شرکت Planetary Resources ایجاد شد که قصد دارد فناوری هایی را برای توسعه سیارک ها ایجاد و پیاده سازی کند و در ژاپن کاوشگر Hayabusa-2 ساخته شد که مأموریت آن نه تنها تحقیقات علمی خاک سیارک است، بلکه همچنین اکتشافات زمین شناسی فضایی. عصر فلزات از فضا در حال نزدیک شدن است و اکنون می توان رویکردهای تحلیلی و پیش بینی را با خیال راحت برای این فناوری ها اعمال کرد.

جنبه علوم طبیعی موضوع

قبل از اینکه به فناوری‌های در حال توسعه بپردازیم، ارزش این را دارد که نگاهی به سیارک‌ها بیندازیم، چه مواد معدنی ممکن است در آنجا قرار داشته باشند و فضاپیماها قبل از رسیدن به آنها با چه شرایطی مواجه شوند.

سیارک ها اجرام سنگی کوچکی هستند که مانند سیارات به دور خورشید می چرخند. یک سیارک از نظر اندازه با یک سیاره کوتوله متفاوت است: آنقدر کوچک است که نمی تواند میدان گرانشی قابل توجهی داشته باشد یا حتی به سادگی از گرانش خود به شکل کروی فرو می ریزد. سیارک ها (مانند سیارات کوتوله) از این جهت با سیارات واقعی تفاوت دارند که می توان آنها را به صورت گروهی، در میان اجرام مشابه، در مدارهای نزدیک یافت: یک سیاره واقعی همیشه به تنهایی یا با ماهواره هایی که به دور آن می چرخند، مدار خود را اشغال می کند و هیچ چیز دیگری در این نزدیکی نیست. .

منشا سیارک ها و سیارات یکسان است: آنها از یک قرص غبار در سپیده دم منظومه شمسی تشکیل شده اند. بنابراین، سیارک ها از عناصر مشابه سیارات تشکیل شده اند و می توانند حاوی بسیاری از مواد مشابهی باشند که در پوسته، گوشته یا هسته زمین یافت می شوند. اما تفاوت های کلیدی بین سیارک ها اندازه کوچک و عدم تمایز آنهاست: اگر روی زمین و سیارات مشابه گوشته و هسته عظیم و غیرقابل دسترس زیر پوسته پنهان شده باشد، در سیارک ها همان فلزاتی که بخشی از هسته زمین هستند و برای استخراج غیرقابل دسترس هستند. درست روی سطح پیدا می شود.

به یاد بیاوریم که هسته زمین از یک آلیاژ فلزی تشکیل شده است که شامل آهن، نیکل، کبالت و سایر عناصر به اصطلاح سیدروفیل است. و اگر معدن زمینی فاقد آهن باشد، نیکل و کبالت در حال حاضر فلزات بسیار ارزشمند و گرانی برای استخراج هستند. از آنجایی که آنها به اندازه آهن در سیارک ها موجود هستند، آنها به تنهایی می توانند هزینه یک برنامه گران قیمت اکتشاف سیارک را بپردازند. و اگر در نظر بگیریم که در میان عناصر سیدروفیل فلزات گرانبها از گروه پلاتین نیز وجود دارد، این فناوری را حتی امیدوارتر می کند.

آیا همه سیارک ها دارای فلز هستند؟ نه همه. سیارک ها به چهار دسته تقسیم می شوند. سه مورد از آنها با حروف مشخص می شوند: C، S و M. کلاس M - همان سیارک های فلزی با محتوای بالایی از آهن، فلزات گروه آهن و فلزات پلاتین. علاوه بر آنها، طلا و سایر فلزات کمیاب نیز در سیارک های M یافت می شود. این به لطف سقوط قطعات آنها به زمین به شکل شهاب سنگ شناخته شده است.

کلاس S - سیارک های فلزی سیلیکات. آنها از سنگ ها، عمدتاً سیلیکات های آهن و منیزیم تشکیل شده اند. در آنها می توانید اجزایی از فلزات خالص را پیدا کنید که از همه جهات شبیه به سیارک های M، اما از نظر اندازه کوچکتر هستند.

کلاس C - سیارک های حاوی کربن. این سیارک های بسیار رایج از مخلوطی از کندریت های کربن دار و یخ آب تشکیل شده اند. ارزش مواد معدنی موجود در ترکیب آنها کم است، اما یخ آب به عنوان منبع آب و اکسیژن برای حمایت از زندگی انسان در فضا مورد توجه است. و در نهایت، طبقه چهارم حرف ندارد: سیارک های نوع چهارم دنباله دارهای غیر فعال هستند و از آب، آمونیاک و یخ های دیگر تشکیل شده اند.

جرم سیارک ها از همه انواع فهرست شده از هزاران تا میلیاردها تن متفاوت است و بزرگترین سیارک ها از نظر جرم نزدیک به سیارات کوتوله هستند. در دسترس بودن کل جرم هر سیارکی برای استخراج، آنها را به منابع بسیار امیدوارکننده مواد معدنی تبدیل می کند.

فن آوری های استخراج

فن‌آوری‌های اساسی و ضروری برای هرگونه استخراج از سیارک‌ها، فضاپیماهایی است که قادر به رسیدن به آن‌ها هستند و دستگاه‌های روباتیکی که برای انجام مستقیم کار طراحی شده‌اند. حتی اگر یک فضانورد انسانی مدیریت معدن را بر عهده بگیرد، کار واقعی خرد کردن خاک سیارک باید توسط ماشین‌ها انجام شود.

در مورد رسیدن به سیارک ها، برخی از آنها برای فضاپیماهای مدرن کاملاً قابل دسترسی هستند و کاوشگرهای خودکار مانند هایابوسا-1 ژاپنی قبلاً به آنها رسیده و با نمونه های خاک بازگشته اند. ما در مورد سیارک های به اصطلاح نزدیک به زمین صحبت می کنیم که در مداری به دور خورشید نزدیک به مدار زمین هستند. آنها یکی از آسان‌ترین اجرام در منظومه شمسی هستند که فراتر از مدار ماه قرار دارند. بنابراین، ارسال وسایل نقلیه معدنی، خودکار یا کنترل شده توسط انسان، به چنین سیارکی‌ها دیگر چیزی اساسی نیست و تنها با جرم بزرگ وسیله نقلیه فرضی ارسال شده و هزینه بالای مربوط به چنین مأموریت فضایی مانع می‌شود.

در اینجا الزامات مورد انتظار برای دستگاه های طراحی شده در نظر گرفته شده برای استخراج در سیارک ها آمده است:

• وزن سبک در صورت امکان تمام تجهیزات باید از مواد سبک وزن ساخته شوند تا هزینه تحویل آن به جرم آسمانی در حال توسعه به حداقل برسد.
• منبع تغذیه مبتنی بر فناوری سلول خورشیدی. سیارک های نزدیک به زمین در منطقه ای با تابش خورشیدی به اندازه کافی بالا قرار دارند، بنابراین پنل های خورشیدی واقع در آنها قدرت بیشتری تولید می کنند.
• درجه بالایی از اتوماسیون. حتی اگر یک گروه دائمی از افراد حاضر در سیارک در حال توسعه وجود داشته باشد، وظایف آنها باید به کنترل از راه دور تجهیزات محدود شود.
• استخراج مستقیم باید با استفاده از فناوری های مشابه روی زمین انجام شود. برای سیارک‌های شل، استخراج معادن روباز و روباز از مواد معدنی مناسب است. در موارد متراکم تر، شفت ها می توانند از بین بروند.
• از آنجایی که سیارک ها گرانش بالایی ندارند، تمام کار روی آنها باید با در نظر گرفتن شرایط بی وزنی تقریباً کامل برنامه ریزی شود. این شرایط با شرایط روی زمین هم از جهت مثبت (حمل و نقل آسان حجم زیادی از سنگ و مواد معدنی) و هم از جهت منفی (خطر کنده شدن مواد معدنی، تجهیزات یا افراد از سطح) متفاوت است.

دستیابی به سودآوری

همه این الزامات را می توان با استفاده از فناوری های فعلی برآورده کرد، اما آنها برای سودآوری اکتشاف سیارک های صنعتی کافی نیستند. هزینه یک فضاپیمای مدرن که برای رسیدن به یک سیارک نزدیک به زمین و بازگشت با یک نمونه خاک 50 گرمی طراحی شده است، حدود یک میلیارد دلار است. افزایش اندازه دستگاه منجر به کاهش شکاف بین هزینه دستگاه و هزینه مواد معدنی تحویل شده به زمین خواهد شد، اما پر کردن این شکاف تنها با هزینه بسیار بالای ماموریت حاصل می شود.

با این حال، فناوری هایی وجود دارند که می توانند هزینه چنین ماموریتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند و در آینده، استخراج صنعتی سیارک ها را سودآور کنند. این شامل:

• معرفی فناوری هایی برای استفاده مستقیم از منابع در محل استخراج. این فقط مواد معدنی نیست که می توان از سیارک ها به دست آورد. اگر آنها حاوی یخ آب باشند، می توان آن را با استفاده از الکتریسیته از صفحات خورشیدی به هیدروژن و اکسیژن تبدیل کرد - سوخت موشک برای سفر برگشت. این امکان را فراهم می کند که در بودجه انبوه ماموریت، مقادیر زیادی سوخت موشک که برای تحویل وسیله نقلیه مملو از سنگ معدن به مدار پایین زمین در نظر گرفته شده است، لحاظ نشود.
• همچنین، اگر قرار است دستگاه به صورت سرنشین دار باشد، می توان از همان یخ آب و اکسیژن برای استفاده اعضای خدمه به دست آورد.
• استفاده از ربات‌های خود-تکثیر شونده، که قادر به تولید مکانیسم‌های مشابه از مواد موجود در سیارک هستند، بودجه انبوه مأموریت را بیشتر کاهش می‌دهد.
• حتی اگر تحویل مواد معدنی، فلزات و آب استخراج‌شده از سیارک‌ها به زمین بیش از به دست آوردن همان مواد از منابع زمینی هزینه داشته باشد، این مواد می‌توانند در مدار پایین زمین مورد استفاده قرار گیرند. از آنجایی که ارسال محموله های عظیم از زمین به مدار زمین بسیار گران است، به دست آوردن ارقام هزینه برای توسعه سیارک ها که مطلوب تر از این ها هستند، آسان تر از معادل سازی هزینه توسعه سیارک ها با هزینه توسعه ذخایر زمینی است.

نکته آخر برای صنعت فضایی در حال توسعه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در حال حاضر، هنگامی که هر سازه ای در مدار باید فقط از مواد استخراج شده روی زمین ساخته شود و با آن تامین شود، این امر به طور جدی اندازه احتمالی ایستگاه های فضایی و تعداد آنها را برای نگهداری حتی توسط توسعه یافته ترین کشورها محدود می کند. ظهور یک منبع جایگزین و سودآورتر از مصالح ساختمانی، سوخت، اکسیژن و آب، که سیارک ها خواهند بود، هزینه تعمیر و نگهداری ایستگاه های فضایی را بسیار کمتر خواهد کرد. بنابراین، بسیاری از کارشناسان صنعت فضایی بر این باورند که تسلط بر فناوری‌های استخراج سیارک گامی ضروری برای توسعه بیشتر صنعت فضایی به طور کلی است.

ایجاد موتورهای موشکی جدید و مقرون به صرفه تر و روش های پرتاب محموله به مدار نیز می تواند هزینه توسعه سیارک ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. توسعه چنین فناوری هایی به طور کلی تأثیر بسیار مفید و محرکی بر صنعت فضایی خواهد داشت: از آنجایی که در این صنعت هر گرمی که در مدار قرار می گیرد هزینه زیادی دارد، هرگونه کاهش قیمت به عنوان یک انگیزه قوی برای توسعه عمل می کند. از جمله فناوری‌هایی که چنین تأثیری از آن‌ها انتظار می‌رود، به‌عنوان مثال، Single Stage to Orbit، «آسانسور فضایی»، روتاتورها، «منجنیق‌های فضایی» و دیگر پیشرفت‌های امیدوارکننده هستند.