Parte III: Considerazioni sull'utilizzo delle risorse
Nella parte I e parte II di questa serie, ho esaminato alcune delle questioni operative e scientifiche associate a una missione umana in un asteroide vicino alla Terra (NEO) e le ho confrontate con le operazioni più semplici e un maggiore ritorno scientifico di una missione sulla Luna. Per continuare la discussione su cosa potremmo fare in un asteroide, ora prenderò in considerazione l'utilizzo delle risorse locali offerte dagli asteroidi, in che modo differiscono da quelle della Luna e offrirò alcune considerazioni pratiche sull'accesso e il loro utilizzo.
Per diventare una vera specie spaziale, l'umanità deve imparare a usare ciò che troviamo nello spazio per sopravvivere e prosperare. Legati alla catena logistica della Terra, ora e sempre saremo limitati nella capacità spaziale. Il nostro obiettivo finale nello spazio è quello di sviluppare la capacità di andare ovunque in qualsiasi momento e condurre qualsiasi missione che possiamo immaginare. Tale capacità è impensabile senza essere in grado di ottenere disposizioni dalle risorse trovate fuori dal pianeta. Ciò significa sviluppare e utilizzare le risorse dello spazio per creare nuove capacità.
Uno dei presunti benefici delle destinazioni di asteroidi è che sono ricchi di potenziale in termini di risorse. Concordo, ponendo l'accento sulla parola "potenziale". La nostra migliore guida alla natura di queste risorse viene dallo studio dei meteoriti, che sono derivati da asteroidi vicini alla Terra. Hanno diverse composizioni, la più comune delle quali è il condrite ordinario, che costituisce circa l'85% delle cadute di meteorite osservate. Le condriti ordinarie sono fondamentalmente rocce, ricche di elementi di silicio, ferro, magnesio, calcio e alluminio. Contengono abbondanti granuli di metallo, composti principalmente da ferro e nichel, ampiamente dispersi nella roccia.
Il potenziale di risorse degli asteroidi non risiede in questi oggetti, ma nella minoranza di asteroidi che hanno composizioni più esotiche. Gli asteroidi metallici rappresentano circa il 7% della popolazione e sono composti da metallo quasi puro di ferro-nichel, con alcune inclusioni di materiale simile alla roccia come componente minore. Altri elementi siderofili (amanti del ferro), tra cui il platino e l'oro, compongono tracce di questi corpi. Un asteroide metallico è un deposito di minerali di altissimo livello e potenzialmente potrebbe valere miliardi di dollari se fossimo in grado di riportare questi metalli sulla Terra, anche se si dovrebbe essere consapevoli dei possibili effetti catastrofici sui mercati dei metalli preziosi esistenti - così tanto oro fu prodotto durante la corsa all'oro della California del 1849 che il prezzo del mercato mondiale dell'oro diminuì di un fattore sedici.
Dal punto di vista del volo spaziale, l'acqua ha il massimo valore. Un altro tipo di asteroide relativamente raro è anche un condrite, ma un tipo speciale che contiene carbonio e composti organici, nonché argille e altri minerali idrati. Questi corpi contengono quantità significative di acqua. L'acqua è una delle sostanze più utili nello spazio: supporta la vita umana (da bere, da usare come schermatura contro le radiazioni e da respirare quando viene spaccata nel suo componente idrogeno e ossigeno), può essere utilizzata come mezzo di accumulo di energia (carburante cellule) ed è il più potente propellente chimico per missili noto. Trovare e utilizzare un NEO ricco di acqua creerebbe un deposito logistico di immenso valore.
Un vantaggio chiave degli asteroidi per le risorse è uno svantaggio come ambiente operativo: hanno una gravità superficiale estremamente bassa. Entrare e uscire dal pozzo di gravità della Luna richiede un cambiamento di velocità di circa 2380 m / s (in entrambi i modi); fare lo stesso per un asteroide tipico richiede solo pochi metri al secondo. Ciò significa che un carico utile lanciato da un asteroide anziché dalla Luna consente di risparmiare quasi 5 km / s in delta-v, una notevole quantità di energia. Quindi, dal punto di vista energetico, gli asteroidi battono la Luna come fonte di materiali.
Vi sono, tuttavia, alcune difficoltà nell'estrazione e nell'uso di materiale asteroide rispetto alle risorse lunari. La prima è la natura della materia prima o "minerale". Recentemente abbiamo scoperto che l'acqua ai poli della Luna non è presente solo in quantità enorme (decine di miliardi di tonnellate) ma è anche in una forma che può essere facilmente utilizzata - ghiaccio. Il ghiaccio può essere convertito in un liquido per l'ulteriore elaborazione a costi energetici minimi; se la regolite ghiacciata dai poli viene riscaldata a temperature superiori a 0 ° C, il ghiaccio si scioglierà e l'acqua potrà essere raccolta e immagazzinata. L'acqua nei condriti carbonacei è legata chimicamente all'interno delle strutture minerali. Significative quantità di energia sono necessarie per rompere questi legami chimici per liberare l'acqua, almeno 2-3 ordini di grandezza in più di energia, a seconda della specifica fase minerale da processare. Quindi l'estrazione di acqua da un asteroide, presente in quantità da pochi percento a forse un paio di decine di percento, richiede energia significativa; l'acqua-ghiaccio ai poli della Luna è presente in maggiore abbondanza (fino al 100% in alcuni crateri polari) ed è già in una forma facile da elaborare e utilizzare.
La lavorazione di materiali naturali per l'estrazione di acqua ha molti passaggi dettagliati, dall'acquisizione della materia prima allo spostamento del materiale attraverso il flusso di lavorazione fino alla raccolta e allo stoccaggio del prodotto derivato. In ogni fase, in genere separiamo un componente da un altro; la gravità serve a questo scopo nella maggior parte delle lavorazioni industriali. Una difficoltà nell'elaborazione delle risorse di asteroidi sarà o escogitare tecniche che non richiedono gravità (compresi fenomeni correlati, come la convezione termica) o creare un campo di gravità artificiale per garantire che le cose si muovano nella giusta direzione. Entrambi gli approcci complicano il processo di estrazione delle risorse.
La grande distanza dalla Terra e la scarsa accessibilità degli asteroidi contro la Luna, contrastano l'estrazione e l'elaborazione delle risorse. Le visite umane ai NEO saranno di breve durata e poiché i ritardi radio negli asteroidi sono dell'ordine dei minuti, il controllo remoto diretto dell'elaborazione non sarà possibile. I sistemi robotici per l'estrazione di asteroidi devono essere progettati per avere un ampio grado di autonomia. Ciò può diventare possibile, ma al momento non disponiamo di informazioni sufficienti sulla natura della materia prima asteroide per progettare o addirittura prevedere l'uso di tali apparecchiature robotiche. Inoltre, anche se comprendessimo appieno la natura del deposito, il mining e l'elaborazione sono attività altamente interattive sulla Terra e lo saranno nello spazio. La minima anomalia o errore di calcolo può causare l'interruzione dell'intero flusso di elaborazione e nelle operazioni remote, sarà difficile diagnosticare e correggere il problema e riavviarlo.
La questione dell'accessibilità riduce anche le risorse asteroidi. Non possiamo andare a un dato asteroide a volontà; le finestre di avvio si aprono per periodi molto brevi e rimangono chiuse per la maggior parte del tempo. Ciò influisce non solo sul nostro accesso all'asteroide, ma riduce anche i periodi di tempo in cui possiamo lasciare l'oggetto per riportare i nostri prodotti nello spazio vicino alla Terra. Al contrario, possiamo andare da e verso la Luna in qualsiasi momento e la sua vicinanza significa che sono possibili il controllo e la risposta quasi istantanei. Le difficoltà del controllo remoto per le attività degli asteroidi hanno portato alcuni a suggerire che abbiamo escogitato un modo per "rimorchiare" il corpo nell'orbita terrestre, dove può essere disaggregato ed elaborato a nostro piacimento. Rabbrividisco al pensiero di essere assegnato a scrivere la dichiarazione di impatto ambientale (se perdonerai l'espressione) per quell'attività.
Quindi dove ci lascia questo in relazione all'accesso e all'utilizzo delle risorse spaziali? L'utilizzo delle risorse di asteroidi ha potenzialità, ma dati i livelli tecnologici odierni, incerte prospettive di successo. Gli asteroidi sono difficili da raggiungere, hanno tempi di visita brevi per viaggi di andata e ritorno, ambienti di lavoro difficili e rese incerte dei prodotti. Gli asteroidi hanno una bassa gravità per loro. Al contrario, la Luna è vicina e ha i materiali che vogliamo nella forma in cui ne abbiamo bisogno. La Luna è facilmente accessibile in qualsiasi momento ed è suscettibile di operazioni remote controllate dalla Terra in tempo quasi reale. La mia prospettiva è che abbia più senso andare prima sulla Luna e apprendere le tecniche, le difficoltà e la tecnologia per l'utilizzo delle risorse planetarie producendo propellente dall'acqua lunare. Quasi ogni fase di questa attività - dalla prospezione, alla lavorazione e alla raccolta - ci insegnerà come estrarre ed elaborare materiali da destinazioni future, sia di dimensioni minori che planetarie. L'utilizzo delle risorse presenta caratteristiche comuni di tecniche e attrezzature, la necessità di spostarsi e lavorare con materiali particolati e la capacità di purificare e immagazzinare i prodotti. Imparare come accedere e elaborare le risorse sulla Luna è un'abilità generale che si trasferisce a qualsiasi futura destinazione spaziale.
C'era una ragione per cui la Luna era diventata la nostra prima destinazione nell'originale Vision for Space Exploration. È vicino, è interessante ed è utile. Stabilire un punto d'appoggio sulla Luna apre lo spazio cislunar all'accesso e allo sviluppo di routine. Ci insegnerà le abilità di una gente che viaggia nello spazio. Ha senso andare prima lì e creare un sistema di trasporto spaziale permanente. Una volta che abbiamo quello, otteniamo tutto il resto.
Destinazione: Luna o Asteroide?
Parte I: Considerazioni operative
Parte II: Considerazioni scientifiche
La destinazione era ancora un villaggio tranquillo.
Nel 1979, un inglese di 28 anni di nome Graham Mackintosh visitò l'America. Rotolò a ovest verso la California e, per un capriccio, scivolò a sud oltre il confine. Rimase sbalordito da ciò che vide, una terra selvaggia di sole, sabbia e mare che avrebbe cambiato radicalmente la sua vita: la Bassa California. Mackintosh ha trascorso un mese qui con solo uno zaino e, per iniziare, $ 150. Fece l'autostop, camminò e si diresse a sud fino a Cabo San Lucas. I locali messicani lo hanno sorpreso con la loro ospitalità mentre il paesaggio sconcertante e non sviluppato ha catturato la sua immaginazione come nessun posto prima.
"Cosa c'è sopra quelle montagne, vorrei chiedere", in seguito Mackintosh scrisse in un libro di memorie Into a Desert Place . "Niente" fu la solita risposta. "
Molti avventurieri hanno ricevuto questa risposta alla stessa domanda, ma gli avventurieri lo sanno meglio. Mackintosh tornò a casa. Prese un lavoro di insegnante, passò le serate al pub, ebbe alcune romantiche folate, ma non riuscì a dimenticare Baja e quelle montagne lontane. Alla fine, ridacchiò tutto, abbandonando il percorso di vita che la maggior parte di noi segue per andare a barcollare dopo un sogno. Tornò da Baja. Prese uno zaino, una canna da pesca, una tenda, alcune altre necessità e persino un aggeggio intelligente per rendere fresca l'acqua di mare - e iniziò a camminare. Mackintosh alla fine avrebbe tracciato a piedi l'intera costa della penisola - 3.000 miglia - mentre si innamorava completamente della terra, del mare confinante e della gente della regione.
Oggi, in molte case vacanza di un gringo su una spiaggia della Bassa California, il libro di Mackintosh Into a Desert Place risiede sullo scaffale. È diventato una specie di classico di culto nella comunità degli espatriati. Anche nella comunità messicana, Mackintosh è leggendario. Nei campi di pesca remoti e rustici lungo la costa, alcuni dei più vecchi pescatori ricordano ancora un inglese dai capelli rossi che ha camminato trenta anni fa, chiedendo acqua dal pozzo, rifiutando gentilmente i loro inviti a rimanere la notte e infine scomparendo intorno il punto successivo.
Un giovane Mackintosh chiacchiera con pescatori commerciali in uno dei tanti campi lungo la costa della Baja.
Oggi Mackintosh vive a San Diego e ha scritto quattro libri sui suoi viaggi attraverso la penisola. Ritorna a Baja regolarmente per accamparsi selvaggiamente e godersi lo stesso scenario e le stesse stelle che la gente secoli prima di noi ha fatto. Come migliaia di viaggiatori, ama ancora la Baja California come nessun altro luogo, anche se alcune parti sono cambiate radicalmente negli ultimi tre decenni. All'inizio di questa settimana ho parlato con Mackintosh di Baja e di Baja oggi.
"Ricordo Cabo nel 1979", afferma. “Era un villaggio e mi sono appena accampato sulla spiaggia. Non penso che potresti farlo oggi. "
Cabo San Lucas, all'estremità meridionale della penisola, è esploso in un alveare di centri commerciali sfarzosi, resort sgradevoli, cocktail bar e campi da golf egregi. Molti viaggiatori costruiscono le cosiddette avventure in luoghi come Cabo, ma Mackintosh non visita più il promontorio di Baja.
"È una tragedia", dice. “Non è la vera Baja di cui mi sono innamorato. Non vado a Baja per fare shopping o stare in hotel. Ci sono avventure da vivere ovunque e la maggior parte implica non vedere nessuno ".
Evita anche un'espansione simile che si è diffusa come infezioni in diversi punti caldi lungo la costa del Mare di Cortez, comprese le spiagge a sud di La Paz, intorno alla città di Loreto 150 miglia a nord e vicino alla città del golfo settentrionale di San Felipe.
"Ma puoi ancora perderti là fuori", dice Macktintosh.
Una delle avventure più recenti dell'autore è stato il mese che ha trascorso a Isla Angel de la Guarda, Guardian Angel Island. Con 50 litri d'acqua, fece un giro in barca per l'isola, fece un campo base e si considerò felicemente abbandonato. A volte, ipotizza Mackintosh, era l'unica persona sulla lastra di roccia di 42 per 10 miglia, e per tre settimane intere non vide un'anima. Ma ha trascorso, dice, una settimana in compagnia: bracconieri che si sono impegnati a pescare e rifornire enormi scatole di ghiaccio con aragosta, tartarughe marine, tutti i tipi di pesci e vari invertebrati che vivono sul fondo destinati ai mercati asiatici.
"Questi ragazzi sono un disastro ecologico ma le persone più simpatiche", afferma Mackintosh. Si è accampato con i pescatori illegali e ha anche assistito a sospetti scambi di mezzanotte tra loro e altre persone che hanno portato i loro scialli in spiaggia e "hanno scosso e sbattuto i loro bagagli per un po 'prima di partire". Non si devono porre domande su tale attività in Baja, dove il traffico di droga è una professione per molti, e Mackintosh ha guardato dall'altra parte. Descrive il suo tempo sull'isola nel suo libro più recente Marooned With Very Little Beer.
Nel 1997, la carenza di birra non era un problema per Mackintosh. Ha ricevuto una sponsorizzazione dalla società di birra Tecate e, con un burro di nome Misión come compagno e portatore di birra, percorse il dorso della penisola, visitando lungo la strada molte delle antiche chiese di missione spagnole di Baja. Le montagne di Baja sono un'esperienza diversa rispetto alla costa. Il vagabondo trova ranch e cowboy remoti in cappelli e chaps invece di accampamenti di pesci croccanti e pescatori senza camicia in sandali. L'acqua rimane la più grande scarsità, ma si trova facilmente in qualsiasi sito abitato. Di solito è attinto da pozzi ed è chiaro come il Lago Tahoe e sicuro da bere come l'acqua del rubinetto più pulita.
Le missioni di Baja possono essere esperienze spirituali, che si sia pie o no. Diversi sono situati in splendidi canyon di oasi di palme da dattero, mango, avocado e fichi, e gli stessi vecchi edifici sono bellissimi santuari, freschi e silenziosi all'interno mentre il sole ardente brucia il paese appena oltre l'immediata giungla. La passeggiata da missione a missione di Mackintosh sarebbe stata al centro del suo secondo libro, Journey With a Baja Burro.
Tra il 2003 e il 2005, ho sviluppato la mia relazione con Baja. Ho camminato lungo le coste selvagge, ho fatto l'autostop lungo le strade sterrate, ho vissuto in gran parte lontano dai pesci con la lancia e, in molti punti, ho sicuramente camminato sulle orme di Mackintosh. Alcune persone hanno anche chiesto se fossi lui. Ho trascorso 10 mesi in zaino in spalla in Bassa California e mi sono commosso con la stessa bellezza, ospitalità e solitudine che 20 anni prima aveva colpito Mackintosh. Mentre ricorda quella prima visita nel 1979, Mackintosh potrebbe anche narrare le impressioni di un migliaio di altri escursionisti, kayakisti e ciclisti che sono stati incantati dal selvaggio Baja.
"Ho avuto tutte queste fantastiche passeggiate con persone interessanti, sia in auto o in barca o in aereo, e la gente mi ha invitato a pescare e abbiamo fatto delle aragoste sulla spiaggia e ho potuto campeggiare ovunque sotto queste stelle straordinarie, e ho pensato:" Questo è paradiso ", mi dice. “Quando ero solo nel deserto era come un'esperienza religiosa. Non era affatto spaventoso ed era molto meglio di quello a cui stavo tornando a casa. Mi sono sentito così libero, come se potessi semplicemente prendere un asino e andare a passeggiare verso il tramonto e godermi questo posto come doveva essere. "
E per fortuna, oltre alle trappole per turisti globalizzate, può ancora farlo. Tutti possiamo.
