Csilla, Noémi, Kájusz2025. április 22., kedd
Föld

Bányászni indulhatunk az űrbe

2019.02.03.NG
National Geographic Magyarország

A nagyszabású űrtervek fontos része, hogy a távolba küldendő járművek ne a Földről vigyék magukkal az összes szükséges üzemanyagukat, hanem valamely kis gravitációjú égitesten vagy űrállomáson „tankoljanak".

Fantáziakép, amint a NASA Osiris-Rex űrhajója mintát vesz a Bennu felszínéről.
Forrás: NASA/Goddard/Chris Meaney

A földi gravitáció legyőzéséhez hatalmas energiára van szükség, amely arányosan nő a nagyobb tömegű jármű feljuttatásával, ám, ha egy bolygóközi szonda, űrhajó nem visz magával minden szükséges üzemanyagot, egy aszteroida vagy a Hold felszínén bányászott vízből készült hajtóanyag „töltőállomás” elláthatná annyival, amennyi még a célállomásáig szükséges.
Egy nemrég közzé tett amerikai kutatásban azt számították ki, hogy vajon hány olyan földközeli aszteroida (angol rövidítésben NEO) lehet, amely a felszínén lévő hidratált ásványok formájában jelen lévő víz bányászatára alkalmas. Ez a forrás főként akkor válik majd igazán fontossá, ha a Naprendszer távoli égitestjeiről szeretnénk olyan nyersanyagokat bányászni, amelyek a Földön nehezen, vagy csak elenyésző mennyiségben elérhetőek.
A jelenleg is folyó Hajabusza-2 és OSIRIS-Rex aszteroidavizsgáló küldetések nyomán néhány év múlva a Földre visszaérkező kőzetmintákon fizikai vizsgálatokat is végezhetnek majd a kutatók, ezek ám csak a két kis aszteroidáról (Ryugu, Bennu) adnak információt, ami persze számtalan szempontból elképesztő fontosságú.
A Föld környéke azonban tele van olyan aszteroidákkal, amelyek potenciális célpontjai lehetnek a vízbányászatnak, de ahhoz, hogy kiderítsük, hova érdemes menni, előbb fel kell ismernünk a gyakorlatban is hasznosíthatókat.
A víz, mint fogalom a hasonló kutatásokban a hidratált ásványokat jelenti, amelyekben egyaránt lehet H2O vagy OH formájában is a kötött víz, ennek kinyerésére és használhatóvá tételére számos gyakorlati kísérlet folyik pillanatnyilag is a Földön.
A jelenlegi eszközeinkkel csak a távérzékelés marad, amellyel a kívánt információhoz juthatunk az aszteroidákról. Bár voltak már különböző elvek és szempontok alapján készített becslések a bányászatra alkalmasakról, a mostani kutatás azonos elv alapján vizsgálta a lehetőségeket. A kutatók a 100 méter és 1 kilométer mérettartományú NEO-kat mérték fel, s azt is kiszámolták, ezek közt mennyi lehet még a Holdnál is könnyebben, olcsóbban elérhető célpont.
A spektroszkópos vizsgálatokban a 3 , illetve a 0,7 mikron elnyelési tartomány ad információt a hidratált ásványokról, míg az első a direkt jele ezeknek, a második az ezekkel együtt előforduló oxidált vasról tájékoztat, közvetett bizonyíték gyanánt. A 3 mikronos tartományt a Földről igen körülményes mérni, mivel a saját bolygónk légkörének víztartalma erősen eltorzítja a méréseket, továbbá korlátozó tényező még az adott égitest kis fényessége és elhelyezkedése is. A gyakorlatban csak igen kevés földi teleszkóp alkalmas e mérésekre, de a talán a belátható jövőben végre útnak induló James Webb Űrteleszkóp nagyon jó műszer lesz e vizsgálatokra is.
A spektrális mérések alapján Ch aszteroidáknak nevezik azokat, amelyek a 0,7 mikronos elnyelési tartományban jeleskednek, s ezeket a szenes kondrit meteoritokéhoz hasonló összetételűnek feltételezik. Ez az az aszteroidatípus, amelyet a víz kinyerése szempontjából fontosnak tartunk, mert kellő mennyiségű hidratált ásványt tartalmaznak.

Csupán az aszteroidák kis részéről van használható információ, ezt az adatot lehet kivetíteni azokra is, amelyekről nem áll rendelkezésre megfelelő mérés. Bár a tanulmányhoz felhasznált becslésekben minden igyekezet ellenére is sok hiányosság és ellentmondás akad, a kutatók a NEO-állomány legalább 6 ± 3 százalékát tekintették a Ch típusba tartozónak, s egyúttal megjegyezték, hogy valószínűleg ez az arány inkább 17 százalék lehet. A további számításokban az alacsonyabb, 6 százalékos értékkel kalkuláltak. Az 1 kilométert meghaladó méretű NEO-k 95 százalékát már  felfedeztük, azonban a 100 méter és 1 kilométer közti méretűeknek csupán a 20 százalékát ismerjük.
Fontos kérdés, hogy ezek közt hány olyan lehet, amelyeket a Földről induló űrhajóval olcsón elérhetünk, a kutatók ehhez többféle számítási módszert is figyelembe vettek. Az eredmények alapján 16 ± 8 olyan Ch típusba tartozó, 1 kilométernél nagyobb méretű NEO lehet, amelyet lényegesen kisebb energiaráfordítással is elérhetünk, ilyen például a Hold. Összesen 270 könnyen elérhető nagy NEO van, és ezek 6 százaléka lehet Ch típusú.
Az 1 kilométernél kisebb, már ismert NEO állományból 269 ± 135 lehet a Ch típusú és a Holdnál könnyebben elérhető. A becslések alapján a 100 méter és 1 kilométer közti, de még nem felfedezett NEO-k száma 38 000 lehet, s amennyiben ezeket a már ismertekéhez hasonló eloszlásúnak feltételezzük, mintegy ötször több lehet a Ch típusba tartozó és könnyen elérhetők száma.
Tovább szűkítve a becslések körét azt is kiszámolták, hány olyan (100 méternél nagyobb) lehet, amely nemcsak a Holdnál, de még a Bennu-nál is könnyebben elérhető: 5-6 ilyen, Ch típusba tartozó aszteroidát feltételeznek a kutatók. Szigorúbb számítási módszerrel, amikor az indítási időszakot és a küldetés időtartamát is figyelembe vették, ez a szám tovább csökkent: 2-5 lehet alkalmas, amelyet 2010-2040 közt induló űrjárművel, 10 éves oda-vissza út esetén különösen könnyen elérhetünk.
Ez a szám nem tűnik nagynak, de azt majd a befektetők, vállalkozók döntik el, hogy érdemes-e erre a mennyiségre ráépíteni egy aszteroida-bányászati rendszert.
Ha a kevésbé olcsó, de a Holdnál még mindig sokkal olcsóbban elérhetőket vizsgáljuk, az 1 kilométernél nagyobbakból 19 ± 9 lehet az alkalmas típusba tartozó. A kisebb, de 100 métert meghaladó méretűek közül 360 ± 180 lehet, amit a Holdnál könnyebben érhetünk el.

A következő, nem kevésbé fontos tényező az, hogy mennyi lehet a kinyerhető víz ezeken az égitesteken. Az ismert meteoritok víztartalma alapján a Ch típusú NEO-k esetére 7 tömegszázaléknyi vizet lehet feltételezni (ez valószínűleg alábecsli a valós mennyiséget). Csupán a Holdnál könnyebben elérhető Ch-típusú NEO állományt számítva kb. 400 milliárd – 1200 milliárd liter víz lehet hozzáférhető a jövőbeni űrbányászok számára (ez 160-480 olimpiai méretű uszoda vízmennyisége).

A számítások számtalan bizonytalansági eleme közt a legfontosabb a Ch típusú aszteroidák valós aránya. Remélhetően ez tisztázódni fog a belátható jövőben pl. űrteleszkópos mérésekkel, de a most közzé tett adatok a lehető legóvatosabb becsléseket tartalmazzák, így valószínűleg pozitív meglepetésekkel szolgálhatnak a későbbi mérések.
A konkrét bányászathoz persze nem elég az átlagos lehetőséget ismerni, hanem azt is tudni kell, pontosan mely aszteroidákhoz indulhatnak majd a bányász-űrmissziók, így egyelőre még ne írjuk fel a hétvégi bevásárló listára a palackozott aszteroidavizet.

A kutatási eredmény a Journal of Geophysical Research: Planets 2018. december 6-i számában jelent meg.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt

Hozzászólások

39 százalékkal csökkent az ausztrál partok műanyagszennyezettsége

39 százalékkal csökkent az ausztrál partok műanyagszennyezettsége

Egy, hat ausztrál nagyváros térségében végzett felmérés során jelentős javulást találtak, ám még így is túl sok a cigarettacsikk, a flakon, sörös és ételes doboz.

Még ne siessünk a Marsra: egészségi problémákat okozhat a pora

Még ne siessünk a Marsra: egészségi problémákat okozhat a pora

Az emberes marsutazás egyelőre még csak tervasztalokon létezik, azonban nem árt előre gondolkodni, és még az út előtt a lehető legjobban felkészülni arra, ami majd várhatja ott az űrhajósokat.

Minden korábbinál pontosabban sikerült megmérni az Uránusz tengelyforgását

Minden korábbinál pontosabban sikerült megmérni az Uránusz tengelyforgását

A korábbi adatokat még a Voyager-2 űrszonda méréseiből kapták 1986-ban, most a Hubble-űrteleszkóp ezerszer pontosabb adattal szolgált.

Ekkora most az Aral-tó

Ekkora most az Aral-tó

Az emberi környezetrombolás szimbólumává lett közép-ázsiai tó az 1960-as években még kétszer akkora volt, mint Belgium.

Volt idő, amikor az Arab-sivatag is zöldellt

Volt idő, amikor az Arab-sivatag is zöldellt

Arábia déli része ma a világ egyik legnagyobb és legszárazabb homoksivataga, azonban néhány ezer éve még folyók és tavak vize, és zöld növényzet volt itt.

National Geographic 2025. áprilisi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

22 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlapNational Geographic 2024. augusztusi címlapNational Geographic 2024. szeptemberi címlapNational Geographic 2024. októberi címlapNational Geographic 2024. novemberi címlapNational Geographic 2024. decemberi címlapNational Geographic 2025. januári címlapNational Geographic 2025. februári címlapNational Geographic 2025. márciusi címlapNational Geographic 2025. áprilisi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket