Část III: Aspekty využití zdrojů
V části I a části II této série jsem zkoumal některé operační a vědecké problémy spojené s lidskou misí na blízký asteroid Země (NEO) a porovnal je s jednoduššími operacemi a větším vědeckým návratem mise na Měsíc. Abych pokračoval v diskusi o tom, co bychom mohli dělat na asteroidu, nyní zvážím využití místních zdrojů nabízených asteroidy, jak se liší od zdrojů Měsíce, a nabídnu některé praktické úvahy o přístupu k nim a jejich použití.
Aby se lidstvo stalo skutečně vesmírným druhem, musí se naučit, jak používat to, co ve vesmíru najdeme, aby přežilo a prosperovalo. Vázáni na logistický řetězec Země jsme nyní a vždy omezeni ve vesmírných schopnostech. Naším konečným cílem ve vesmíru je rozvíjet schopnost jít kamkoli a provádět jakoukoli misi, jakou si dokážeme představit. Taková schopnost je nemyslitelná, aniž by byla schopna získat zásoby ze zdrojů nalezených mimo planetu. To znamená rozvoj a využití zdrojů prostoru k vytvoření nových schopností.
Jednou z údajných výhod destinací s asteroidy je to, že jsou bohaté na zdroje. Souhlasil bych a kladl důraz na slovo „potenciál“. Náš nejlepší průvodce povahou těchto zdrojů pochází ze studie meteoritů, které pocházejí z blízkých planetek Země. Mají několik složení, nejběžnější je obyčejný chondrit, který tvoří asi 85% pozorovaných meteoritových pádů. Obyčejné chondrity jsou v podstatě horniny, bohaté na prvky křemík, železo, hořčík, vápník a hliník. Obsahují hojná kovová zrna, složená převážně ze železa a niklu, široce rozptýlená po celé skále.
Zdrojový potenciál asteroidů nespočívá v těchto objektech, ale v menšině asteroidů, které mají exotičtější složení. Kovové asteroidy tvoří asi 7% populace a jsou složeny z téměř čistého kovového železa a niklu, s některými vměstky horninového materiálu jako menší složky. Stopové části těchto těl tvoří další siderofilní (železo milující) prvky včetně platiny a zlata. Kovový asteroid je extrémně vysoce kvalitní ložisko rudy a mohlo by být v hodnotě miliard dolarů, kdybychom byli schopni dostat tyto kovy zpět na Zemi, třebaže jeden by měl mít na paměti možné katastrofické dopady na stávající trhy drahých kovů - tolik zlata byl vyroben během 1849 Kalifornie Gold Rush, že světová tržní cena zlata klesla o faktor šestnáct.
Z pohledu kosmického letu má voda největší hodnotu. Dalším typem relativně vzácného asteroidu je také chondrit, ale speciální typ, který obsahuje uhlík a organické sloučeniny, jakož i jíly a další hydratované minerály. Tato těla obsahují značné množství vody. Voda je jednou z nejužitečnějších látek ve vesmíru - podporuje lidský život (pít, používat jako ochranu před zářením a dýchat, když je rozbita na její složku vodík a kyslík), může být použita jako médium ukládání energie (palivo buňky) a je to nejsilnější známý raketový pohonný prostředek. Nalezení a používání NEO bohatého na vodu by vytvořilo logistický sklad nesmírné hodnoty.
Klíčovou výhodou asteroidů pro zdroje je nevýhoda provozního prostředí - mají extrémně nízkou povrchovou gravitaci. Dostat se dovnitř a ven z gravitace Měsíce vyžaduje změnu rychlosti asi 2380 m / s (oběma způsoby); udělat to samé pro typický asteroid vyžaduje jen několik metrů za sekundu. To znamená, že užitečné zatížení vypuštěné z asteroidu spíše než z Měsíce ušetří téměř 5 km / s v delta-v, značném množství energie. Takže z pohledu energie, asteroidy porazily Měsíc jako zdroj materiálů.
Ve srovnání s lunárními zdroji však existují určité potíže s těžbou a používáním asteroidního materiálu. První je povaha suroviny nebo „rudy“. Nedávno jsme zjistili, že voda na pólech Měsíce není přítomna pouze v obrovském množství (desítky miliard tun), ale je také ve formě, kterou lze snadno použít - led. Led může být přeměněn na kapalinu pro další zpracování s minimálními náklady na energii; pokud se ledový regolit z pólů zahřeje na teplotu vyšší než 0 ° C, led se rozpustí a voda může být shromažďována a skladována. Voda v uhlíkatých chondritech je chemicky vázána v minerálních strukturách. K rozbití těchto chemických vazeb k uvolnění vody je zapotřebí značné množství energie, nejméně o 2-3 řády větší množství energie, v závislosti na konkrétní zpracovávané minerální fázi. Odběr vody z asteroidu, přítomného v množství několika procent až možná několika desítek procent, vyžaduje významnou energii; voda-led na pólech měsíce je přítomna ve větším množství (až 100% v určitých polárních kráterech) a je již ve snadno zpracovatelné a použitelné formě.
Zpracování přírodních materiálů pro extrakci vody má mnoho podrobných kroků, od pořízení suroviny k přesunu materiálu přes zpracovatelský proud ke sběru a skladování odvozeného produktu. V každé fázi obvykle oddělujeme jednu komponentu od druhé; gravitace slouží tomuto účelu ve většině průmyslových procesů. Jedním z problémů při zpracování asteroidních zdrojů bude buď vymyslet techniky, které nevyžadují gravitaci (včetně souvisejících jevů, jako je tepelná konvekce), nebo vytvořit umělé gravitační pole, aby se zajistilo, že se věci budou pohybovat správným směrem. Oba přístupy komplikují proces extrakce zdrojů.
Velká vzdálenost od Země a špatná dostupnost asteroidů versus Měsíc působí proti extrakci a zpracování zdrojů. Lidské návštěvy NEO budou trvat krátce a protože rádiové zpoždění asteroidů je v řádu minut, přímé dálkové ovládání zpracování nebude možné. Robotické systémy pro těžbu asteroidů musí být navrženy tak, aby měly velkou míru autonomie. To se může stát možným, ale v současné době nemáme dostatek informací o povaze asteroidní suroviny, aby bylo možné navrhnout nebo dokonce předvídat použití takového robotického vybavení. Navíc, i kdybychom plně porozuměli povaze ložiska, těžba a zpracování jsou na Zemi vysoce interaktivními činnostmi a budou tak ve vesmíru. Nejmenší anomálie nebo nesprávný výpočet může způsobit rozpad celého zpracovatelského proudu a ve vzdálených operacích bude obtížné diagnostikovat a opravit problém a znovu jej spustit.
Problém s přístupem také omezuje asteroidní zdroje. Nemůžeme jít na daný asteroid podle libosti; otevírat okna otevřená na velmi krátkou dobu a jsou většinou zavřená. To ovlivňuje nejen náš přístup k asteroidu, ale také zkracuje časová období, kdy můžeme objekt opustit a vrátit naše výrobky do prostoru blízkého Zemi. Naproti tomu můžeme kdykoli přejít na Měsíc a zpět a jeho blízkost znamená, že je možné téměř okamžité dálkové ovládání a reakce. Problémy s dálkovým ovládáním pro asteroidní aktivity vedly některé k tomu, že jsme navrhli způsob, jak „tělo“ přitáhnout na orbitu Země, kde může být v našem volném čase rozloženo a zpracováno. Otřásl jsem se, když jsem přemýšlel o tom, že jsem byl pověřen psát prohlášení o dopadu na životní prostředí (pokud milostíš výraz) pro tuto aktivitu.
Takže, kde to nás nechává ve vztahu k přístupu a využití vesmírných zdrojů? Využití zdrojů asteroidů má potenciál, ale vzhledem k dnešní technologické úrovni jsou nejisté vyhlídky na úspěch. Asteroidy je těžké se k nim dostat, mají krátké doby návštěvy pro zpáteční lety, obtížné pracovní prostředí a nejisté výnosy produktu. Asteroidy pro ně mají nízkou gravitaci. Naproti tomu Měsíc je blízko a má materiály, které chceme, ve formě, kterou potřebujeme. Měsíc je snadno přístupný kdykoli a je přístupný pro vzdálené operace ovládané ze Země v téměř reálném čase. Moje perspektiva je taková, že má největší smysl jít nejdřív na Měsíc a naučit se techniky, obtíže a technologii pro využití planetárních zdrojů tím, že se vyrábí pohonná hmota z měsíční vody. Téměř každý krok této činnosti - od průzkumu, zpracování a sklizně - nás naučí, jak těžit a zpracovávat materiály z budoucích destinací, menších i planetárních těles. Využití zdrojů má shodnou techniku a vybavení, požadavek na pohyb a práci s částicovými materiály a schopnost čištění a skladování produktů. Naučit se, jak získat přístup a zpracovat zdroje na Měsíci, je obecná dovednost, která se přenáší do jakéhokoli budoucího vesmírného cíle.
Důvodem bylo, že Měsíc byl z našeho prvního cíle v původní Vision for Space Exploration. Je to blízko, je to zajímavé a užitečné. Zřízení opory na Měsíci otevírá cislunární prostor rutinnímu přístupu a rozvoji. Naučí nás dovednosti lidí s vesmírnou farností. Má smysl jít tam nejdřív a vytvořit trvalý vesmírný dopravní systém. Jakmile to máme, dostaneme všechno ostatní.
Destinace: Měsíc nebo Asteroid?
Část I: Provozní úvahy
Část II: Vědecké úvahy
Cílem bylo stále tichá vesnice.
V roce 1979 navštívil Ameriku 28letý Angličan jménem Graham Mackintosh. Válil se na západ do Kalifornie a rozmary sklouzl na jih přes hranici. Ohromilo ho to, co viděl, divoká země slunce, písku a moře, která by dramaticky změnila jeho život: Baja California. Mackintosh zde strávil měsíc pouhým batohem a na začátku 150 $. Stopoval, šel a šel až na jih jako Cabo San Lucas. Mexičtí místní obyvatelé ho ohromili svou pohostinností, zatímco zmatená, nerozvinutá krajina zachytila jeho představivost, jako dosud žádné místo.
"Co je za těmi horami, chtěl bych se zeptat, " napsal později Mackintosh v cestovní paměti do pouště . "Nic, " byla obvyklá odpověď. "
Mnoho dobrodruhů dostalo tuto odpověď na stejnou otázku - ale dobrodruzi vědí lépe. Mackintosh se vrátil domů. Začal učit, strávil večery v hospodě, měl několik romantických závanů - ale nemohl zapomenout na Baja a ty vzdálené hory. Nakonec vše zasmál a opustil životní cestu, kterou většina z nás sleduje, aby se po snu rozechvěla. Vrátil se do Baja. Vzal si batoh, rybářský prut, stan, několik dalších potřeb a dokonce i chytré mašle, aby změnil čerstvou mořskou vodu - a začal chodit. Mackintosh by nakonec vysledoval pěšky celé pobřeží poloostrova - 3 000 mil - a zcela se zamiloval do země, dosedajícího moře a obyvatel regionu.
Dnes, v mnoha gringovských prázdninových domech na pláži v Baja California, leží na polici Mackintoshova kniha Into a Desert Place . V expat komunitě se stalo něco jako kultovní klasika. I v mexické komunitě je Mackintosh legendární. V odlehlých a venkovských rybářských táborech podél pobřeží si někteří starší rybáři stále pamatují zrzavého Angličana, který prošel přes 30 let, žádal o vodu ze studny, laskavě odmítal své pozvání k pobytu v noci a nakonec zmizel kolem další bod.
Mladý Mackintosh bije s komerčními rybáři v jednom z mnoha táborů podél pobřeží Baja.
Dnes Mackintosh žije v San Diegu a napsal čtyři knihy o svých cestách po poloostrově. Pravidelně se vrací do Baja, aby divoce tábořil a užíval si stejné scenérie a hvězd, jaké lidé před staletími dělali. Stejně jako tisíce cestovatelů stále miluje Baja California jako žádné jiné místo, přestože se její části za poslední tři desetiletí dramaticky změnily. Začal jsem tento týden hovořit s Mackintem o Baja tehdy a Baji dnes.
"Vzpomínám si na Cabo v roce 1979, " říká. "Byla to vesnice a já jsem právě tábořil na pláži." Nemyslím si, že byste to mohli udělat dnes. “
Cabo San Lucas, na samém jižním konci poloostrova, vybuchl do úlu bludných středisek, nevzhledných letovisek, koktejlových barů a neskutečných golfových hřišť. Mnoho cestovatelů staví takzvaná dobrodružství na místech, jako je Cabo, ale Mackintosh již nenavštěvuje Bajaho mys.
"Je to tragédie, " říká. "Není to skutečná Baja, do které jsem se zamiloval." Nechodím do Baja nakupovat nebo zůstat v hotelech. Všude jsou dobrodružství, z nichž většina zahrnuje nevidění nikoho. “
Rovněž se vyhýbá podobnému rozšiřování, které se rozšířilo jako infekce na několika hotspotech podél pobřeží Cortezova moře, včetně pláží jižně od La Pazu, kolem města Loreto 150 mil severně a poblíž města San Felipe v severním zálivu.
"Ale stále se tam můžete ztratit, " říká Macktintosh.
Jedním z novějších dobrodružství autora byl měsíc, který strávil na Isla Angel de la Guarda na ostrově Guardian Angel. S 50 galony vody se vydal na loď lodí na ostrov, vyrobil základní tábor a považoval se za blaženého kaštana. Mackintosh občas spekuluje, že byl jediným člověkem na skále o rozměrech 42 kilometrů po 10 mil a po tři týdny neviděl duši. Řekl však, že strávil týden se společností - pytláci, kteří stále zaměstnávali rybaření a zásobovali obrovské ledové boxy s humrem, mořskými želvami, všemi druhy ryb a různými bezobratlými dně určenými pro asijské trhy.
"Tito lidé jsou ekologická katastrofa, ale nejhezčí lidé, " říká Mackintosh. Kempoval s nelegálními rybáři a dokonce byl svědkem podezřelých půlnočních výměn mezi nimi a dalšími lidmi, kteří odvedli své skify na pláž a „před odjezdem si na chvilku rozmačkali a nahodili si svá zavazadla.“ Baja, kde je obchodování s lidmi pro mnoho povolání, a Mackintosh vypadal opačně. Svůj čas na ostrově popisuje ve své poslední knize Marooned With Very Little Beer.
V roce 1997 nebyl nedostatek piva pro Mackintosh problém. Získal sponzorství od pivní společnosti Tecate as burro jménem Misión pro společníka a nositele piva procházel po páteři poloostrova a na cestě navštěvoval mnoho starých španělských misijních kostelů Baja. Hory Baja jsou jiné zkušenosti než pobřeží. Poutník najde vzdálené klobouky a kovboje v kloboucích a štětinách namísto křupavých rybích táborů a rybářů bez košile v sandálech. Voda zůstává největším nedostatkem, ale snadno se vyskytuje na každém obydleném místě. Obvykle je čerpán ze studní a je čirý jako Lake Tahoe a stejně bezpečný k pití jako nejčistší voda z vodovodu.
Bajaho mise mohou být duchovní zážitky, ať už je zbožné nebo ne. Několik z nich se nachází v ohromujících oázových kaňonech datlových palem, manga, avokáda a fíků a samotné staré budovy jsou krásné svatyně, uvnitř jsou chladné a tiché, zatímco hořící slunce spálí zemi těsně za bezprostřední džunglí. Mackintův mise na misi bude středem jeho druhé knihy Journey With a Baja Burro.
Mezi lety 2003 a 2005 jsem si vytvořil vlastní vztah s Baja. Procházel jsem divokými pobřežími, stopoval po prašných cestách, žil jsem z velké části oštěpovaných ryb a na mnoha místech rozhodně chodil po Mackintoshových stopách. Někteří lidé se dokonce ptali, jestli jsem on. Strávil jsem 10 měsíců veškerým batohem v Baja California a byl jsem dojatý stejnou krásou, pohostinností a samotou, která tak Mackintosh ovlivnila o 20 let dříve. Jak si vzpomíná, že při první návštěvě v roce 1979, Mackintosh mohl stejně dobře vyprávět dojmy tisíce dalších turistů, kajakářů a cyklistů, kteří byli zvěčněni divokou Baja.
"Všechny tyto skvělé jízdy jsem získal se zajímavými lidmi, ať už v autech, člunech nebo letadlech, a lidé mě pozvali na rybaření a měli jsme na pláži svátky humra a já jsem mohl tábořit kdekoli pod těmito úžasnými hvězdami, a já jsem si myslel:" Tohle je ráj, “říká mi. "Když jsem byl v poušti sám, bylo to jako náboženský zážitek." Nebylo to vůbec děsivé a bylo to mnohem lepší, než k čemu jsem se vracel domů. Cítil jsem se tak volný, jako bych mohl jen chytit osla a jít pěšky do západu slunce a užívat si tohoto místa, jak to mělo být. “
A naštěstí i přes globalizované turistické pasti dokáže. Všichni můžeme.
