مناجم الفضاء ـ خطط مستقبلية للسيطرة على الكويكبات الثرية بالمعادن وبناء مناجم عليها
مناجم الفضاء
لم تعد الكويكبات مجرد أجسام صخرية صغيرة تطفو في الفضاء ، بل أصبحت فرصًا اقتصادية جديدة وأماكن استراتيجية للاستكشاف. الموارد في الكويكبات تقريبا لانهائية.
ومن أجل ذلك ، نحن على وشك أن نشهد ثورة صناعية كاملة في الفضاء ، بالإضافة إلى أنه قد يتحول إلى مكان يعيش فيه الناس.
يسلط فيلم ” مناجم الفضاء ” – الذي بثته قناة الجزيرة الوثائقية – الضوء على الكويكبات التي يتكون معظمها من معادن مثل الحديد أو النيكل أو معادن ثمينة مثل الذهب والبلاتين.
ولكن أثمن المواد هو أبسط العناصر. إنه ماء ، كما في المستقبل القريب سنتمكن من أخذ الكويكبات كمحطات لإعادة تزويد المركبات الفضائية بالوقود أثناء رحلتها إلى الفضاء السحيق ، باستخدام الوقود المصنوع من الماء.
في السنوات الأخيرة ، أصبح الفضاء محط اهتمام كبير ، ليس فقط للقطاع الحكومي بقيادة وكالات الفضاء الوطنية ، ولكن للقطاع الخاص أيضًا ، مما أحدث ثورة صناعية غير مسبوقة ، حيث أن العديد من الشركات لديها خطط لاستكشاف الكويكبات واستخدام مواردهم.
تقع معظم هذه الشركات في الولايات المتحدة ، لكن بلدًا صغيرًا في قلب أوروبا يلعب دورًا كبيرًا في هذا المجال الناشئ. وهي لوكسمبورغ ، لذا فهي أكبر في الفضاء منها على الأرض.
الكويكبات الفضائية … موارد طاقة كيميائية لا تنضب
يُعتقد أن هناك تشابهًا كبيرًا بين اندفاع الذهب الذي حدث في القرن التاسع عشر في غرب الولايات المتحدة والاقتصاد المستقبلي في القرن الحادي والعشرين في الفضاء.
يُعرف النوع “C” من الكويكبات باسم “الكويكبات الكربونية” أو “الكونريتات” ، وهو النوع الأكثر وفرة ، ولا يحتوي فقط على الهيدروكربونات ، ولكنه أيضًا عنصر مهم لمستقبل قطاع الفضاء ، وهو الماء ، هذا المورد الثمين للغاية لعدة أسباب.
بما في ذلك أنه سيصبح مهمًا للتزويد ، حيث سيتمكن رواد الفضاء من أخذ الكويكبات كمحطات لإعادة ملء خزانات المياه في المركبات الفضائية أثناء رحلتهم الطويلة عبر الفضاء إلى وجهات بعيدة مثل المريخ.
هل ستصبح الكويكبات الوجهة الجديدة للاقتصاد العالمي بمعادنها الثمينة؟
يقول Angel عبود مدريد ، مدير مركز موارد الفضاء في كلية كولورادو للعلوم المعدنية: مع توفر المياه عمليًا في كل مكان في النظام الشمسي.
نظرًا لملايين الكويكبات التي تطفو في جميع أنحاءه – يمكنك استخدام الماء ليس فقط للشرب ، ولكن للأكسجين. أيضا الحماية من الإشعاع والزراعة ، ولكن الأهم هو اعتبارها مصدرا للطاقة والوقود.
أما الأستاذ المساعد في كلية كولورادو لعلوم المعادن ، كريس دراير ، فيقول: يمكننا تسخين الماء للحصول على البخار الذي نستخدمه في الصاروخ البخاري ، وهي إحدى طرق التحرك عبر الفضاء.
وهناك طريقة أخرى لتفكيك جزيئات الماء من خلال التحليل الكهربائي وفصل الهيدروجين عن الأكسجين ، دعنا نستخدم ذلك في صواريخ الهيدروجين السائل أو الأكسجين السائل ، صاروخ الأكسجين السائل هو أقوى صاروخ كيميائي موجود اليوم.
مخازن المياه .. زيت الفضاء في المستقبل القريب
سيصبح الماء بطريقة ما زيتًا فضائيًا يومًا ما ، لأنه بمجرد أن يكون لدينا دافع يساعدنا على السفر عبر النظام الشمسي والوصول إلى وجهات أخرى ،
سنكون قادرين على إعادة ملء خزانات المركبات دون الحاجة إلى جلب الوقود من الأرض ، وهذا سوف تسمح لنا بالحصول على صواريخ أكبر يمكنها حمل حمولة أكبر ، وبالتالي ستتوقف الكويكبات أو تتوقف على طول الطريق.
اكتشفت عدة بعثات مؤخرًا ولا تزال تكتشف عددًا من الكويكبات من النوع C ، مثل مهمة “Hayabusa 1” التي أرسلتها وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) ، والبعثتان اللتان لا تزالان جاريتين ، وهما “Osersirx” ناسا و “هايابوسا 2”. وكالة “JAXA”.
سيسمح وجود محطات توليد الطاقة على الكويكبات للمركبات الفضائية بالسفر إلى مناطق أبعد في النظام الشمسي
وتتميز كل هذه المهمات بأن مهمتها هي إعادة عينات من الكويكبات ، حيث ستلتقط المستشعرات بعض المواد من الكويكب وتعيدها إلى الأرض لتحليلها. ستكون هذه العينات مفيدة للغاية لمعرفة المزيد عن التركيب الحقيقي للكويكبات ، وستمكننا أيضًا من دراسة إمكانات الكويكبات الحقيقية كمصدر للموارد.
كويكبات معدنية .. غنائم ثروة ملقاة على السطح
وهناك نوع آخر من الكويكبات وهو النوع “M” أو الكويكبات المعدنية والتي تتكون من النيكل أو الحديد أو الإيريديوم أو البلاتين أو الذهب أو معادن ثمينة أخرى ، سواء كانت نقية أو مخلوطة بنسب مختلفة مع الصخور. ويمكن استخدام تلك الكويكبات كمصدر لا ينضب للمواد والمعادن.
مناجم الفضاء
بمجرد حصولنا على هذه المعادن ، سيكون لدينا ما نحتاجه لتطوير مواد التصنيع. مثل الأدوات وقطع الغيار وحتى مواد البناء الكبيرة للأقمار الصناعية. حتى أن هناك بعض الكويكبات – مثل الكويكب “النفسي”. والذي يتكون بالكامل تقريبًا من المعدن ، وسيصبح في النهاية وجهة مهمة لتصنيع المعدن. تعدين الكويكبات والمعادن على السطح ، ولسنا بحاجة للحفر بعمق لاستخراجها كما هو الحال على كوكب الأرض. مما يجعل عملية التعدين أبسط بكثير.
لقد تغيرت الأمور بسرعة كبيرة في قطاع الفضاء في السنوات الأخيرة. وذلك بفضل النمو السريع لشركات الفضاء الخاصة التي كانت تغير حقيقي للعبة في الثورة الصناعية الفضائية. ويعتقد الأستاذ المساعد في كلية كولورادو لعلوم المعادن ، كريس دراير ، أننا ندخل حقبة جديدة تلعب فيها مؤسسات القطاع الخاص دورًا أكبر من ذي قبل. حيث أنها تخلق سوقًا تجاريًا أكبر للناس للعيش في الفضاء والعمل هناك ، وهذا لم يكن موجودًا في الماضي.
ديمقراطية الفضاء .. عالم السماء مفتوح للجميع
يعتقد دان دوردا ، العالم في معهد ساوث ويست للأبحاث ، أن فكرة صناعة الفضاء الجديدة هي وجود بيئة في الفضاء يمكن أن تنطوي على استثمار اقتصادي وعائد مادي غير محدود. نحن نعيش على كوكب موارده محدودة ، بينما يمثل الفضاء والنظام الشمسي من حولنا موارد اقتصادية. تعدين الموارد المعدنية عمليا لا حدود له.
إن الجمع بين التكلفة المنخفضة والقدرات المتزايدة للأقمار الصناعية الصغيرة يفتح الباب أمام استخدامات وصناعات وتطبيقات جديدة للشركات التجارية. كل هذا أدى إلى إضفاء الطابع الديمقراطي على قطاع الفضاء ، حيث لم يعد حكرا على وكالات الفضاء الحكومية الوطنية الكبيرة ، ولكن يمكن دخوله من قبل أي شركة خاصة كبيرة أو صغيرة مهتمة بالاستثمار في الفضاء.
إن الشركات الخاصة مثل SpaceX أو Blue Oregon ، التي يرأسها رجال الأعمال الملياردير مثل Elon Musk أو Jeff Bezos ، هي التي تستثمر بشكل كبير في تطوير التقنيات لتقليل تكاليف الإطلاق. العامل الدافع الآخر لهذه الثورة الصناعية القادمة هو تطوير أقمار صناعية ذات قدرات أكبر وحجم أصغر.
أصبحت الشركات الخاصة مثل Planet أو OneWeb رائدة في إنتاج هذه السواتل النانوية وإطلاقها والتحكم فيها ، مما سيحسن بشكل جذري اتصالات الشبكة وأنظمة البث وأنظمة تحديد المواقع ورصد الأرض والسياحة والطاقة والتصنيع والتعدين والترفيه الفضائي.
لوكسمبورغ .. دولة صغيرة رائدة في مجال استكشاف الكويكبات
هناك منطقتان في العالم تتركز فيهما الشركات المسؤولة عن هذه الثورة ؛ كاليفورنيا في الولايات المتحدة ، وولاية لوكسمبورغ ، وهي دولة صغيرة في قلب أوروبا. لوكسمبورغ حالة خاصة. يمكن أن يصبح مثل وادي السيليكون في مجال تعدين الكويكبات ، لأنه يراهن على قطاع الفضاء.
هدف حكومة لوكسمبورغ هو إنشاء إطار شامل للاستكشاف التجاري والاستخدام التجاري لموارد الأجرام السماوية مثل الكويكبات. يتطلب هذا المشروع الجريء دعمًا ماليًا وأطرًا قانونية وهياكل تنظيمية لا تفتقر إليها لوكسمبورغ.
عدم الجاذبية .. تحديات حفر الأشياء المفقودة
هناك العديد من التحديات. تتمثل الصعوبة الأولى في تحديد أهم الكويكبات من حيث أغراض الاستكشاف ، حيث تملأ الكويكبات جميع أجزاء المجموعة الشمسية. البيانات التي تم جمعها خلال السنوات القليلة الماضية من قبل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية ووكالات فضائية أخرى. حول الكويكبات القريبة التي يسهل الوصول إليها ؛ سيسهل اختيار أفضل الأهداف لشركات الاستكشاف.
صعوبة أخرى هي تحديد أفضل طريقة للتعدين ؛ سواء كان الأمر يتعلق بإحضار المواد الخام من الكويكب لاستخدامها على الأرض ، أو معالجتها على الكويكب ، ثم جلب المواد المعالجة. أو ربما إنتاج الوقود لرحلة العودة ، أو حتى نقل الكويكب إلى مدار آمن حول القمر ، الأرض ، أو إلى محطة الفضاء الدولية. من الناحية النظرية ، سيسمح هذا باستخدام معظم المواد وعدم إهدارها.
محطات فضائية على أسطح الكويكبات لاستخراج المياه من أجل الطاقة
ما يجعل الكويكبات فريدة ومختلفة عن الأجسام الأخرى – مثل الأقمار أو الكواكب. هو أنها صغيرة جدًا لدرجة أن الجاذبية تكاد تكون معدومة. هذه الجاذبية المنخفضة مفيدة لسببين. الأول أنه يسهل الوصول إلى الكويكب ، والثاني أن الطاقة اللازمة للوصول إليه أقل حتى من تلك المطلوبة للوصول إلى القمر أو المريخ. لذا فإن الوصول إليه أسهل من حيث استهلاك الطاقة ، و ليس بالضرورة من حيث الوقت المستغرق.
لكن الشيء المتعلق بالجاذبية المنخفضة هو أن جميع التقنيات. التي تعلمناها حول كيفية استخراج أو استخراج المواد هنا على الأرض تصبح مختلفة تمامًا عندما تصل إلى الكويكب. فلا توجد جاذبية للمنصة للبقاء على الأرض ، ولا السحب للتنقل ، لذلك يجب تصميم التقنيات لمواد مختلفة لاستخراجها من الكويكب.
في مركز الموارد الفضائية التابع لكلية كولورادو للعلوم المعدنية. وهو أحد أشهر مراكز أبحاث الفضاء في العالم ، بدأ تطوير تجارب مختلفة لاختبار تقنيات محددة ستُستخدم في استكشاف الكويكبات. يستخدم الفريق العلمي غرفة مفرغة متطورة لمحاكاة الظروف القاسية الموجودة في الفضاء بشكل أكثر دقة.
استخراج البلاتين .. خطة مارقة ضد القوانين الاقتصادية
يدور السؤال الآن حول ما إذا كان تعدين الكويكبات هو صناعة قابلة للحياة حقًا توفر الموارد للأرض؟ هنا ، يقول براد بلير ، الرئيس التنفيذي لشركة Space Analytics. إن تكلفة إرسال مركبة فضائية إلى حزام الكويكبات تساوي تقريبًا إخراج المركبة من البلاتين النقي ، لذلك لم يكن من المنطقي الخروج. إلى الفضاء لإحضار البلاتين المخفف على رحلة مكلفة للغاية.
لكن الملاك عبود مدريد ، مدير مركز موارد الفضاء في كلية كولورادو للعلوم المعدنية. يشير إلى أن الأفضل من هذا هو استخدام موارد الكويكبات في الفضاء ، وهذا مجدي اقتصاديًا. خاصة وأن كميات المواد الموجودة في الكويكب. الحزام أكثر مما كنا نتخيله.
ربما كان وجود معادن مجموعة البلاتين هو المورد الأول الذي جذب اهتمام الشركات. للصعود واستخراج هذه المعادن من الكويكبات لقيمتها العالية على الأرض. في الواقع ، قيل إن كويكبًا يبلغ قطره بضعة كيلومترات فقط يحتوي على كمية من البلاتين تفوق كل ما استخرجناه من قبل. وحتى ما يمكن استخراجه خلال الخمسين عامًا القادمة على الأرض.
السؤال مرة أخرى ، هل سيكون من المجدي اقتصاديًا البحث عن هذا البلاتين؟ هل تكلفة استخراج البلاتين من الأرض أعلى من تكلفة استخراجه من الكويكبات؟ الجواب حاليا: لا. إن مبلغ المال اللازم لإرسال صاروخ لاستخراج البلاتين من هناك ليس منافسًا حاليًا ، ولكن الحصول على البلاتين من الأرض قد يصبح صعبًا للغاية بحيث يكون الخروج لتعدين الكويكبات أمرًا منطقيًا. الشيء الآخر الذي يجب التفكير فيه هو أنه بمجرد إحضار هذه الكميات الكبيرة من البلاتين إلى الأرض ، سينخفض سعر البلاتين بشكل كبير على الفور.
تستثمر شركات تعدين الكويكبات بشكل أساسي في تطوير التقنيات لجعل الصناعة مجدية اقتصاديًا. تركز الشركات الأخرى على جانب معين من الصناعة ، مثل إنتاج الوقود الدافع للماء ، أو تطوير الروبوتات ، أو البحث عن الأهداف الصحيحة.
“ترانساسترا” .. رحلات فضائية من أجل السياحة والصناعة
Transastra هي نوع جديد من الشركات التي تهدف إلى المساهمة في تطوير مفهوم مسار السفر في الفضاء. ورؤيتها للبشر ليصبحوا كائنات ترتاد الفضاء تسكن النظام الشمسي. يقول جويل سيرسيل الرئيس التنفيذي للشركة: “يمكننا إنشاء شبكة نقل تبدو وكأنها خط سكة حديد. ولكن بدلاً من عابرة للقارات ، ستكون عبر الفضاء ، وستمكن الصناعات من الخروج إلى الفضاء لجني الأرباح”.
هدفهم النهائي هو تحويل آلاف الكويكبات إلى محطات وقود لإعادة ملء خزانات. مركبات “ناسا” والمركبات التجارية ، مما سيفتح الطريق لـ “ناسا” للاستكشاف البشري. وللصناعات التجارية أن تفعل أكثر من أغراض الاتصالات والأقمار الصناعية . إنهم يهدفون إلى قيادة مهمة توفير الخدمات لصناعة القرن الحادي والعشرين. من تعدين الكويكبات ، والطاقة الشمسية الفضائية ، والسياحة الفضائية ، والتصنيع في الفضاء.
تقوم Transastra بتطوير مفهوم مهمة مبتكر يتضمن مركبة فضائية ذاتية القيادة تطلق مركبة فضائية للوصول إلى الكويكبات. يقول الرئيس التنفيذي للشركة: ما سنفعله هو أن نصنع مركبة فضائية بحجم شاحنة ، ونرسلها إلى كويكب بحجم منزل ، وستحتوي المركبة على هياكل قابلة للنفخ وحقيبة تنتفخ وتغلف كويكب ، ثم تقوم مكثفات الطاقة الشمسية بضخ الأشعة بداخله ، ومن خلال عملية استكشاف الضوء ، سنقوم بحفر الكويكب واستخراج الماء ونقوم بتجميده على شكل كتل جليدية.
ستستغرق المهمة 6 أشهر للوصول إلى الكويكب ، وحوالي 3 أشهر للتنقيب ، ثم 6 أشهر للعودة إلى الأرض ، وسيعود مع 100 طن من الجليد. ستكون أول مهمة صغيرة على نطاق صناعي لإعادة كميات كبيرة اقتصاديًا من وقود الصواريخ الذي يمكن أن يحول اقتصاد الفضاء.
ليس هناك شك في أن هذا سيطلق اندفاعًا جديدًا للذهب في الفضاء لجمع المواد من الكويكبات وكذلك من أقطاب القمر. وبالتالي ، فإن تكاليف العمل في الفضاء ستكون منخفضة للغاية.
بينما تقدم الكويكبات العديد من الفوائد التي تجعلها أهدافًا ، فإن الذهاب إلى الكويكبات الصغيرة لا يزال يمثل العديد من التحديات. أبرزها قسوة بيئة الكويكبات ، سيتعين على البشر التكيف مع الرحلات الطويلة إلى الفضاء السحيق. والإشعاع الكوني المميت ، والجاذبية المنخفضة ، والغلاف الجوي الاصطناعي.
تعتقد أوف وورلد أن أفضل طريقة للحد من خطر الاستيطان الدائم. على الكواكب الأخرى هو امتلاك جيش من الروبوتات المسؤول عن العمل الشاق لبناء منصات الهبوط وحفر الموائل تحت الأرض. واستخراج الجليد والمواد ، وإنتاج مياه الشرب والهواء الخاص. ليتنفس. ، ووقود الصواريخ ، بالإضافة إلى البنية التحتية التصنيعية ، والخلايا الشمسية ، وإنتاج الكهرباء ، وفي النهاية إعادة إنتاج نفسها.
نريد الوصول إلى أقرب الكويكبات إلى مدار الأرض ، لأن هناك ما يكفي. من المواد في تلك الكويكبات لدعم ربما 100 مليار شخص في مدار الأرض. يوجد مليون مرة في المواد الموجودة في حزام الكويكبات الرئيسي أكثر من تلك الموجودة على الأرض. لذلك بعد أن ينتقل الناس إلى هناك ويستخدمون هذه المواد للعيش والعمل وبناء المدن. يمكننا أن نتوسع ونصبح حضارة ضخمة تدور حول الشمس. إنه شيء مثير للغاية.
ربما في المستقبل القريب ، ستصبح الكويكبات وجهتنا الصناعية الجديدة. يمكننا إنشاء بنية تحتية تنقل الصناعة إلى الفضاء ، ليس في 50 أو 100 عام ، ولكن في 3 أو 5 سنوات. يمـكننا توليد وقود الصواريخ في أقل من 10 سنوات. يمكننا إنشاء طرق للسفر عبر النظام الشمسي. .
قد تصبح أيضًا محطات توقف في رحلات طويلة إلى المريخ ، ومن يدري ، منزلنا الجديد.
المزيد: كشفت شركة كندية النقاب عن قطار بسرعة 1000 كيلومتر في الساعة
