Как мне на самом деле добыть астероид?

Очевидно, что вы не можете просто послать туда группу безработных шахтеров из Кентукки, чтобы они попробовали. Вам нужно какое-то специализированное оборудование. Я хочу знать: какое это будет оборудование?

Какие машины, которые можно построить с помощью современных технологий, позволили бы вам экономично добывать околоземные астероиды?

Условия

  • Только современные технологии

  • Должен выводиться на орбиту ракетой не мощнее Сатурн-5 (49 тонн на лунную орбиту). Многократные запуски - это нормально.

  • Для элементного состава рассматриваемого метеорита используйте Таблицу 2 здесь .

  • Должна быть возможность удалить полезную руду и каким-то образом упаковать ее для транспортировки. Возвращение добытого материала на Землю выходит за рамки этого вопроса.

  • Ключевым фактором, который необходимо учитывать, является то, сколько очистки необходимо сделать в космосе, чтобы сделать это экономичным. В крайнем случае решение состоит в том, чтобы просто вернуть весь астероид на Землю и добывать его на поверхности после того, как он остынет, но это кажется слишком бомбардировочным, чтобы быть политически осуществимым.

Доставить материал обратно на Землю несложно, хотя получатели могут быть не очень этому рады.
Вы так и не ответили "почему". какой минерал / материал будет доступен, скажем, на Церере, что его цена будет больше, чем запуск экспедиции для его добычи. И подсчитайте, что Церера — самый большой из известных астероидов с массой 0,0128 Луны. Так почему бы не отправиться на Луну?
«Возвращение добытого материала на Землю выходит за рамки этого вопроса»: это делает вопрос тривиальным. Если возвращать материалы на Землю бесплатно, то в пределе экономично все, даже камни стоимостью около 200 долларов за тонну.
@AlexP Вопрос о промышленном оборудовании, а не об экономике.
современные технологии не могут этого сделать, поэтому я думаю, что предпосылка немного ошибочна.
@ACAC Готов поспорить на 10 миллиардов долларов, что за 10 миллиардов долларов я смогу купить работающего робота-шахтера на астероидах.
@kingledion, через сколько лет этот робот будет работать?
К вашему сведению, HDE спрашивал о вашем «решении для крайних случаев» пару лет назад. Поскольку в этом вопросе вы собираетесь использовать околоземный астероид, цифры не будут одинаковыми, но мой ответ в основном заключался в том, что перемещение целого астероида на планету требует гораздо больше энергии, чем вы могли ожидать.

Ответы (3)

Самый простой и дешевый способ сделать это потребует большого количества металлической фольги в качестве основы мины.

Шаг первый: найдите свой астероид или NEO и заверните его в большой «мешок» из металлической фольги. Полосы металлической фольги можно расположить, а края «сварить» вместе, чтобы охватить астероид практически любого размера. должно быть два отверстия, которые объясняются ниже.

Шаг 2: Используя больше металлической фольги, создайте зеркало, способное сфокусировать солнечный свет на сумке, которую вы создали в первом шаге. Солнечная энергия проходит через первое отверстие (которое может быть прозрачным окном) и нагревает материалы внутри. Размер зеркала зависит от расстояния до солнца (чем дальше вы находитесь, тем больше нужно зеркало) и от того, устанавливаете ли вы произвольный лимит в зависимости от того, что хотите добывать. В идеале вы хотите нагреть материал до плазмы и собрать все, но некоторые материалы более ценны, чем другие, поэтому вы можете просто нагреть астероид до точки кипения любого интересующего вас элемента.

введите описание изображения здесь

Зеркальные массивы можно масштабировать, чтобы обеспечить необходимое количество солнечной энергии.

Шаг 3: Единственная тяжелая и массивная часть шахты — это масс-спектрометр, используемый для разделения потока ионов, высвобождаемых тепловой энергией, выделяемой астероидом, и ряд холодных ловушек для охлаждения и затвердевания материалов после разделения. Он помещается в отверстие напротив зеркала, чтобы защитить механизмы от энергии зеркала.

введите описание изображения здесь

Основная идея масс-спектрометра. В увеличенном масштабе он может разделять поток плазмы на ценные материалы, ведущие к холодным ловушкам.

Меня интересует тот пакет из металлической фольги, в котором вы что-то плавите. Мне кажется, это как плавить железо в мусорном баке. Этот пакет из фольги содержит металл, нагретый до плазмы. Горячая плазма коснется пакета и отведет свое тепло. Пакет из фольги тоже не раскаляется до плазмы?
Поскольку вакуум является отличным изолятором, мешок не будет подвергаться такой большой тепловой нагрузке, как вы думаете. Кроме того, магнитное поле масс-спектрометра должно притягивать горячие ионы ко второму отверстию, отводя при этом большую часть тепловой энергии от мешка.
В первую очередь я склонен согласиться с мнением Уилка (конечно, вакуум — отличный изолятор, но плазма — это не вакуум). Однако, Фукидид, вы использовали это объяснение (сопровождаемое причудливой иллюстрацией!), как если бы это была хорошо известная теоретическая техника ... у вас есть какие-либо ссылки или ссылки, на которые вы могли бы нам указать? Возможно, это поможет нам понять, почему тепло не является проблемой для фольги.

Вакуумная перегонка металлов

Воспользуйтесь преимуществом вакуума и возможностью обогрева объектов без конвективных или кондуктивных потерь или риска загрязнения. Эта схема позволит вам очищать свои металлы, перегоняя их из астероида в космический вакуум. После охлаждения сконденсированные кристаллы чистого металла выметаются из вакуума и собираются. Это аналогично тому, что делается с сырой нефтью.

Что вам нужно: солнечная линза, подметальная машина. Некоторые взрывчатые вещества могут быть полезны, так как будет легче нагреть куски размером с валун, чем астероид размером во много кубических километров.

1: Определите область астероида, содержащую интересующие металлы. Небольшой астероид можно нагреть целиком, или вы можете разбить его на куски с помощью взрывчатки, чтобы обеспечить равномерный нагрев.

2: Нанесите солнечную линзу на интересующую область нагрева. Это будет эффективнее, чем на Земле без надоедливой конвекции.

3: Медленно повышайте температуру.

4: Расплавленный металл будет оставаться вместе благодаря поверхностному натяжению. Я не уверен, вызовет ли тепло конвективное перемешивание и гомогенизацию или же различные жидкости будут расслаиваться. Неважно для конечного результата но внешний вид процесса можно что то описать как это бывает если это для художественного произведения.

5: Когда температура достигает точки испарения различных компонентов, поддерживайте постоянную температуру, пока нежелательные компоненты не улетучиваются. Нежный выброс газа позволит этим отходам уйти в космос.

6: Так же, как и при крекинге сырой нефти, ваши различные металлические фракции будут отрываться одна за другой и пузыриться с поверхности жидкости. Выдувайте ненужные фракции по мере их отрыва, но собирайте желательные фракции. Вы могли бы позволить металлическому газу сначала сконденсироваться обратно в твердые тела - возможно, в кристаллы.

Судя по тому, что на астероидах есть тонны пыли, вы, вероятно, могли бы использовать гарпун, чтобы закрепиться на нем, как Британия сделала с первым марсоходом на астероиде, а затем использовать вакуум или большой фильтр / сеть, чтобы улавливать пыль или минералы. .

Беспилотник будет запускаться, как и любой другой корабль, но будет использовать ионные пушки, чтобы перемещаться с места на место, а также кислородные ракеты высокого давления для маневрирования.

Минералы можно было бы хранить в контейнере внутри дрона, откуда он затем возвращался бы на орбитальную станцию, такую ​​как МКС, но здесь есть перерабатывающие заводы.

Добро пожаловать в WorldBuilding Александр ! Если у вас есть время, посетите экскурсию и посетите справочный центр , чтобы узнать больше о сайте. Веселиться!