Какие ресурсы можно получить от добычи на астероидах, которые стоили бы затраченных усилий?

Очевидно, что астероиды изобилуют многими сырьевыми материалами, которые мы используем сегодня, но, учитывая (предположительно) большие затраты, связанные с добычей полезных ископаемых на астероидах, может быть нецелесообразно добывать некоторые материалы, поскольку более рентабельно добывать их на Земле.

Здесь в основном три проблемы:

  1. Какова примерная стоимость разработки предприятия по добыче астероидов?
  2. Какова будет приблизительная текущая стоимость операций?
  3. Какие ресурсы доступны на астероидах, которые было бы выгоднее добывать таким образом (учитывая вышеуказанные затраты), чем добывать обычными методами?

Я не знаю, рассматривался ли какой-либо из этих вопросов в техническом документе или обсуждении с таким уровнем детализации, но я был бы признателен за максимальное количество деталей.

(Еще один вопрос, который следует учитывать, — это когда мы начнем разработку астероидного предприятия и сколько времени это займет, потому что эти вещи влияют как на стоимость, так и на выгоду. Пожалуйста, примите это во внимание в своем ответе.)

Изменить для уточнения

Я ищу в первую очередь добычу ресурсов на астероидах для использования на Земле , хотя ответ, касающийся добычи ресурсов на астероидах для использования в космосе, также был бы интересен. Очевидно, что ответ на последний вопрос будет совсем другим, поскольку, вероятно, выгоднее добывать ресурсы в космосе для использования в космосе.

Повторное использование на земле против использования в космосе. Наша экономическая деятельность не ограничивается земной поверхностью. У нас есть чрезвычайно ценные орбитальные активы (спутники связи, GPS, метеорологические спутники и т. д.). Топливо с высокой гравитацией Земли могло бы значительно удешевить путешествие по окрестностям Земли. Это также может сократить транспортные расходы, которые в настоящее время препятствуют окупаемости астероидного золота или платины.
При добыче астероидов не нужно уничтожать леса.
Можем ли мы спустить с орбиты астероиды, чтобы получить ресурсы?

Ответы (4)

НАСА фактически опубликовало исследование по этому поводу. Это исследование послужило основным мотивом для Planetary Resources начать работу по добыче полезных ископаемых на астероиде. И НАСА проделывает дополнительную работу , чтобы узнать больше. И есть подход , который разработала компания Planetary Resources, который кажется лучшим общим подходом .

Первое, что следует отметить, это то, что Астероиды имеют большое количество драгоценных металлов. Оценки показывают, что даже небольшой астероид может иметь большое количество платины, по крайней мере, по сегодняшним ценам. Необходимо будет проделать работу, чтобы гарантировать, что стоимость не обрушит экономику. Но есть и другие варианты того, как астероид может быть ценным.

Существует 3 основных типа астероидов. С-типа, S-типа и М-типа. Последние два содержат значительное количество железа и углерод типа С. Сейчас металл на земле стоит достаточно дешево. Стоимость железной руды составляет около 115 долларов за тонну. Поэтому было бы трудно зарабатывать деньги на Земле, используя железную руду. Однако есть альтернативный способ заработать деньги. Стоимость Falcon 9 за фунт составляет $.1800+ при максимальной загрузке. Таким образом, если вы можете сделать что-то полезное в космосе вашего астероида, его ценность резко возрастет. Ключом к краткосрочной прибыльности в космосе является возможность производить и иным образом поддерживать спутники. Сумма денег, которую можно заработать, резко возрастет, если вы сможете это осуществить. Ракетное топливо, которое легко можно сделать из астероида, стоит столько же — 1800 долларов за фунт, если вы сможете доставить его к источнику. Это может стоить даже больше, поскольку топливо продлит срок службы спутников, а это значительные инвестиции.

Итак, что нужно сделать, чтобы космическая добыча полезных ископаемых стала прибыльной? Производство. Если вы сможете разработать автономный набор производственных роботов, возможно, вы сможете заставить что-то работать. Часто называют цифру в 2,6 миллиарда долларов безубыточности, но это зависит от того, заставят ли эту передовую робототехнику работать. Это может сработать, но я думаю, только время покажет.

Существует также целый мир производственных возможностей в условиях микрогравитации, к которым почти никто не прикоснулся. Кое-что сделать в условиях микрогравитации намного проще, но мы еще не очень хорошо исследовали это пространство.

Самое близкое, что мы сделали к реальной добыче полезных ископаемых в космосе, — это программа «Аполлон». В общей сложности он принес 382 кг горных пород на сумму около 125 миллиардов долларов в сегодняшних долларах. Долететь до астероидов будет дешевле, чем до Луны, и использование беспилотных космических аппаратов должно сделать это дешевле, но проверенные цифры, которые у нас есть, дают стоимость около 9200 долларов за унцию ( 325 долларов за грамм). Если эту стоимость можно снизить, что должно произойти, если сделать его беспилотным и сделать его основной миссией, тогда золото может стать прибыльным довольно скоро.

Суть в том, что пройдет много времени, прежде чем космическая добыча затронет горнодобывающую промышленность Земли, но, вероятно, она значительно повлияет на аэрокосмическую промышленность, перенеся операции на орбиту. И когда-нибудь некоторые из этих материалов вернутся на Землю.

Спасибо, @PearsonArtPhoto, это именно то, что я искал.
@ Called2voyage: Рад быть полезным :-)
Есть еще одно преимущество космической добычи, конечно, у нас есть много железа и т. Д. На Земле, но, вероятно, дешевле добывать в космосе и доставлять туда, где нет изобилия этих ресурсов, скажем, на Марсе. вероятно, дешевле, чем пытаться поднять его с земли, учитывая возможность повторного использования космической добычи и постоянную необходимость поднимать что-то с земли.
@RhysW: Я пытался сообщить об этом, создавая спутники, но, конечно же, то же самое можно было бы сделать и на Марсе.
Я бы не стал особо доверять экономическому исследованию НАСА. Слишком сложно предсказать стоимость сложных космических миссий, и, откровенно говоря, в НАСА не так много опыта, когда дело доходит до предпринимательской деятельности.
@robguinness Если у вас есть лучшие источники, укажите их в своем ответе.
Что касается того, хорошо ли НАСА занимается экономическими исследованиями, просто посмотрите на его послужной список по оценке бюджетов миссий. Было бы трудно найти много миссий, которые были бы выполнены в рамках бюджета. Вот одна статья на эту тему: nbcnews.com/id/29513895/ns/technology_and_science-space/t/… Просто введите «перерасход средств НАСА», и вы найдете еще много ссылок.
Что касается ссылок на мой ответ, я не могу сослаться на тот факт, что нет крупных горнодобывающих компаний, инвестирующих в добычу астероидов. Но если кто-нибудь сможет найти хотя бы одну ссылку, опровергающую это утверждение, мне было бы интересно ее увидеть.
Можно также продавать простые отполированные камни астероидов как драгоценные камни. Маркетинг «Asterjems» («Звездный камень» может быть трудно зарегистрировать как торговую марку), вероятно, будет сложнее, чем для лунных камней (с которыми связаны более романтические чувства), но «подлинные» камни с астероида (а не просто какой-то метеоритный материал ☺) могут быть в состоянии получить достаточную надбавку, если расходы можно было бы несколько сократить (возможно, субсидируя научную миссию?). Даже «космическая пыль», вероятно, могла бы продаваться по цене, намного превышающей стоимость ее химического состава.
«Ракетное топливо, которое можно легко сделать из астероида, стоит столько же — 1800 долларов за фунт, если вы сможете доставить его к источнику». Стоимость топлива составляет ничтожную долю стоимости космического транспорта. Это дорого, потому что мы выбрасываем дорогостоящее оборудование каждую поездку. Высокие бюджеты дельты V, выполнимые массовые доли и ракетное уравнение заставляют нас делать это. Однако источники топлива на орбите обеспечат бюджет дельты V 4 км / с или меньше для полетов между орбитами. И с таким бюджетом delta V возможны многоразовые автомобили.
@robguinness Одно из простых объяснений, почему горнодобывающие компании не инвестируют в добычу полезных ископаемых в космосе, заключается в том, что их основной компетенцией является добыча полезных ископаемых на Земле. Это потребует огромных и долгосрочных вложений в то, что они не считают основным навыком — вряд ли это увеличит прибыль в текущем квартале, что означает отсутствие бонусов для генеральных директоров.
@robguinness И неверные оценки бюджета НАСА? Если вы делаете что-то в первый раз, вы склонны делать неправильные оценки. Вот почему это исследование. И они знали, что Конгресс также заинтересован только в краткосрочном мышлении и не будет платить за важные проекты сейчас, если отдача будет далеко в будущем (см. глобальное изменение климата), помимо интереса политика к переизбранию.
Относительно «Астероиды содержат большое количество драгоценных металлов»: должно быть очевидно, что если вы сможете добывать драгоценные металлы в больших количествах, то по экономическому закону спроса и предложения они больше не будут драгоценными.
@jamesqf Конечно, цена на драгоценные металлы упадет, если их будет много. Однако они также обычно обладают изначально полезными свойствами, так что более низкие цены сделают их более широко используемыми в большем количестве приложений, что приведет к стабилизации цен, хотя и на более низком уровне.

Это в некоторой степени вопрос мнения, но я считаю, что ответ на ваш вопрос в заголовке - «НЕТ». Вот почему нет ни одной крупной горнодобывающей компании, которая хотя бы отдаленно приблизилась к этому. Если бы на астероидах были ресурсы, оправдывающие затраты на их добычу, то такие компании, вероятно, начали бы это делать.

На первые два вопроса, которые вы поднимаете (обозначенные № 1 и № 2), на самом деле нельзя ответить в общем смысле. Существует так много параметров, влияющих на затраты (будь то разработка или эксплуатация), что любой «общий» ответ был бы в значительной степени бессмысленным.

При этом в будущем может наступить время, когда добыча полезных ископаемых на астероидах станет экономически оправданной. И, несмотря на нынешнюю экономическую ситуацию, было предпринято множество серьезных попыток основать компании по добыче астероидов. Наиболее заметным в настоящее время является Planetary Resources, Inc. Однако, несмотря на звездный состав, никто из вовлеченных людей не имеет опыта майнинга (насколько мне известно). В основном это космические энтузиасты, твердо верящие в долгосрочный потенциал коммерческого использования космоса. Я бы сказал, что они мотивированы в основном своими идеалами, а не экономикой (что неплохо, и я желаю им успеха!).

мой как время летит! ;-)

Ответ будет зависеть от того, насколько мы истощаем ресурсы Земли.

Я вполне уверен, что уран был бы очень кстати, поскольку я видел оценки, что у нас есть его запасы, возможно, на 100 лет, хотя в космосе его еще предстоит найти в больших количествах.

Хотя железо на Земле в изобилии, выплавка его руд обходится дорого как с экологической, так и с финансовой точки зрения, поэтому «космическая кузница», использующая метеоритные железные руды и перерабатывающая их в готовые продукты (и доставляющая готовые формы непосредственно покупателю с помощью сброса с воздуха) была бы жизнеспособной. В этом случае отсутствие гравитации и воздуха может снизить затраты.

Лунный He 3 рассматривается как потенциальный источник энергии.

Все еще больше в области научной фантастики, чем фактической науки, но огромные запасы водорода Юпитера могут обеспечить энергию как для дальних космических путешествий, так и для Земли (хотя проекты «лучевой энергии» (мощные мазеры) более жизнеспособны, чем просто транспортировка водород).

В более отдаленном будущем, когда источники углеводородов на Земле будут исчерпаны, источники метана, такие как Титан, могут стать экономически выгодными.

Однако в настоящее время ответ robguinness «Нет» является правильным. Мы все еще довольно далеки от точки безубыточности соотношения затрат и прибыли. Я уверен, что как только «дешевые» источники энергии (и нефть, и уран) истощатся, ситуация начнет быстро меняться.

Как вы говорите об уране, после того, как уран будет истощен, человечество перейдет к использованию тория en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluoride_thorium_reactor , поэтому в уране нет необходимости .
Уран также можно добывать из моря: phys.org/news/… Более высокие затраты на энергию усложнят, а не упростят исследование космоса; Я не понимаю, как вообще может иметь смысл импортировать углеводороды с Титана, когда вам нужно сжигать углеводороды, чтобы добраться туда.
@pjc: углеводороды? Какая космическая ракета использует углеводороды в качестве топлива?
en.wikipedia.org/wiki/RP-1 ; коммерческое производство водорода обычно осуществляется из природного газа, а не из электролиза. Общий вывод состоит в том, что энергия гипотетического топлива, доставленного с Титана, вряд ли будет больше, чем энергия топлива, использованного для его доставки.
@pjc50: В настоящее время, когда природный газ дешев. Когда цены на углеводороды достаточно вырастут, производство водорода наверняка переключится на воду (будь то электролиз, фракционная перегонка плазмы или что-то еще). И, конечно же , энергии станет намного больше, и наши потомки будут с отвращением смотреть на нас, за то, что мы сжигаем углеводороды, которые так необходимы в производстве и химии, что использовать их в качестве простого источника энергии — это просто преступное варварство!
Лунный гелий-3, вероятно, не был бы так уж хорош в качестве источника энергии: его не так много на Луне, гелий-3 можно синтезировать на Земле, и существуют альтернативные термоядерные виды топлива ( teamphoenicia.blogspot.com/2011/04). /… ). Точно так же углеводороды Титана никогда не будут ценны для Земли, поскольку синтез углеводородов возможен даже с помощью современных технологий ( en.wikipedia.org/wiki/Fischer%E2%80%93Tropsch_process ).

Ни на одном плакате не упоминается кобальт. Хондритовый металл представляет собой сплав сидерофилов («железолюбивых» элементов), следующим за железом-хозяином является никель, затем кобальт. Никель не особенно ценен, но и не бесполезен. (Следовательно, никель.) Кобальт, однако, достаточно необычен (на Земле), чтобы вызвать проблемы с логистикой.

Магний также ОЧЕНЬ распространен, но в основном он связан в виде руды, и не лучше, чем земная руда.

Как пояснил ОП, реальная ценность - это космический материал. Абсолютно первый ресурс — это… защитная масса, используемая в качестве барьеров для микрометеоритов и ионизирующего излучения. Затем идет вода в качестве топлива прямого действия (тепловые ракеты) или исходного топлива. Мы могли бы продолжать и дальше — силикаты для солнечных батарей, сельскохозяйственной среды и т. д., но все осталось в космосе.