Szerencse fel, s még feljebb! - Az űrbányászat lehetőségei és korlátai

A kimerülő erőforrások réme a kozmosz felé hajtja civilizációnkat. Lehet, hogy hamarosan felvirrad a kisbolygóbányászok hajnala?

Hatalmas iramban és sokszor pazarló módon használjuk nem megújuló erőforrásainkat. De ahelyett, hogy visszavennénk a lendületből, inkább új tájakat térképezünk fel. Irány a galaxis!

Szerencse fel!

Az űrtevékenységet, így a jövőbeli gazdálkodást is öt nemzetközi szerződés és öt ENSZ-határozat szabályozza, bár ezek igen tágan határozzák meg tárgyukat: az űr távoli tartományaira vonatkozó, „alkotmánynak” is mondott 1967-es szerződés szerint a kozmosz az egész emberiségé (elég merész megállapítás), és minden nemzetnek joga és szabadsága van ahhoz, hogy felhasználja és felfedezze tájait. Csakhogy e szerződésben az is benne van, hogy senki nem birtokolhat még egy aszteroidát sem! Ezek után nem csoda, hogy számos országban felmerült, hogy űrgazdasági tevékenységre szóló jogszabályokat kellene alkotni, mi több, az Egyesült Államok idei, „a kereskedelmi űrexpedíciók versenyképességéről szóló” törvénye már azzal a szándékkal született, hogy elősegítse a magánvállalkozások űrbéli aktivitását, persze úgy, hogy ez konzisztens legyen Amerika nemzetközi egyezményekből fakadó kötelezettségeivel. E törvény fontos része, hogy csak abiotikus anyagokra vonatkozik, vagyis a magántársaságok nem birtokolhatnak idegen létformákat. Úgy tűnik, hogy a törvényalkotók tanultak az Alien-szériából…

A kozmosz gazdasági szempontú hasznosítását célzó elgondolás (amelynek gyakorlatba ültetésére már tőkeerős magántársaságok alakultak – lásd keretes írásunkat!) korántsem légből kapott. Kozmikus környezetünkben hemzsegnek ugyanis az olyan objektumok, ahonnan előbb-utóbb hasznosítható anyagokat nyerhetünk. Ebből a szempontból mindegy is volna, hogy kisbolygókat vagy Jupiter- és Szaturnusz-szerű gázóriásokat hajtunk-e igába – anyagukat tekintve akadna kereslet mindegyikre. Más kérdés, hogy például a gázplanétákra bajos lenne még csak leszállni is, nemhogy tevékenykedni a felszínükön, így a bolygók közül (a túl forró és sűrű légkörű Vénuszt és a Naphoz közeli, zömmel felderítetlen felszínű Merkúrt is kihagyva) marad a Mars, amelynek kutatása már megkezdődött. A legígéretesebb objektumok mégis az aszteroidák, avagy a kisbolygók, ráadásul ezekből irtózatos mennyiségű száguld a Nap körül. Nagy számukhoz hozzájárul némi terminológiai lazaság is, hiszen soha nem született róluk általánosan elfogadott meghatározás – szinte az összes olyan égitestet nevezhetnénk aszteroidának, mely nem felel meg a bolygó szigorú definí­ciójának, azaz a gravitációja nem elég erős ahhoz, hogy gömbszerűvé formálja, és nem képes megtisztítani pályáját a bolygóközi törmeléktől. Persze még így is csak azokra gondolhatunk, amelyek nem mutatnak üstökösszerű jegyeket, hiszen számos aszteroidáról derült már ki, hogy voltaképpen üstökös, csak éppen a Naptól távol még nem növesztett csóvát, kómát. Ellenben a „kialudt”, szó szerint pályát tévesztett, néha illékony burkuktól is megfosztott üstökösök kisbolygóként végzik, így ezek már vonzó célpontok lehetnek. Ráadásul létezik egy korántsem konszenzuális alsó határ, a 10 méternél kisebb égitesteket már meteo­roidnak nevezik, de ezt bányászati szempontból csupán az különbözteti meg az aszteroidától, hogy a nagyobb, saját mérhető gravitációval bíró objektumra le lehet szállni és nekiesni exkavátorokkal, míg a kis méretűt, amelyen egy bányászkantin sem fér el, egyszerűbb lehet elvontatni. Ám ennél sokkal érdekesebb, hogy mit kutasson az űrgeológus.

Vas, arany, ammónia

Már az aszteroidák spektruma alapján elvégzett csoportosítás is biztató: szenes (C-típusú), köves (S-típusú) és fémes (a ritka, de valóban tömény fémtartalmú M-típusú) objektumokat különböztethetünk meg, s ezek valamennyien rejthetnek számunkra hasznos anyagokat, ráadásul kémiai összetételük tipikusan más, mint a Föld mai bányászati eszközökkel elérhető, pár kilométer vastagságú kérgéé. Ennek okai visszanyúlnak a Föld kialakulásának idejére: az éppen formálódó bolygó nagyobb gravitációja a környezetében található nehezebb elemeket, például a sziderofileket (a vasat és kémiai rokonait) vagy a nemes- és színesfémeket szépen beolvasztotta a magjába. Ami ezekből az elemekből a földkéregben található, az a ritka feltöréseket (mint a dél-afrikai Transvaalt kivételesen gazdag ércteleppé tevő Bushveldt Magmás Komplexumot) leszámítva az aszteroidák becsapódása révén került oda. Az egyik legnagyobb ilyen bombázásra bolygónk korai periódusában került sor: 4,1-3,8 milliárd évvel ezelőtt, valószínűleg a Naprendszeren belüli átrendeződés és talán a Jupiter vándorlása miatt kifejezetten kemény aszteroidainvázió érte a belső bolygókat, így a Földet és a Holdat is. E „késői nehézbombázásnak” nevezett kozmikus kataklizma nélkül szinte semmit sem találnánk meg az ipari civilizációnk számára oly fontos szervetlen anyagokból – például hogy arany, ezüst bányászható bolygónk felszínközeli zónájában, jórészt ennek köszönhető. Sőt, egy hipotézis szerint a földi óceánok vízkészlete (vagy annak nem kis része) is a becsapódó jeges objektumokból (kisbolygók, üstökösök) származik. A kimerülő nyersanyagraktárak feltöltését tehát várhatnánk kozmikus környezetünktől is, csak éppen a földi ásványraktárak külső, becsapódásszerű újratöltését aligha élné túl az emberiség. Így aztán nekünk kell inkább odamenni és hazavontatni, kerül, amibe kerül. Annál is inkább, mert a Földön a következő 50-60 évben a nyakára hághatunk a könnyen kitermelhető foszfor, antimon, cink, ón, ólom, indium, ezüst és arany javának. Technikai civilizációnk szintjének fenntartásáért tehát ezeket kellene megtalálnunk a kozmoszban: az űrbéli bányászat korántsem úri passzió vagy unatkozó sci-fi-rajongók fantazmagóriája. A nyersanyagok rendelkezésre is állnak, már csak az a kérdés, hogy folytatható-e fenntartható nyersanyag-kitermelés az űrben – részben olyan futurisztikus körülmények között, melyek elgondolásához ma még tényleg az utópisztikus könyvek és filmek szülte fantázia szükséges. Meglehet, először a különösen értékes ásványok kitermelésének érdemes nekiállni, például a kozmikus platinafarmokból származó jövedelem rentábilissá tehetné terebélyesebb űrkolóniák és az azok energiaforrásául szolgáló, a Nap erejét összegyűjtő szatelliterőművek létrehozását. Az űrbányászat támogatói azt is hangsúlyozzák, hogy a kitermelés korántsem csupán földi célokat szolgálhat. Ha a folyamatot az itteni nyersanyagéhség indítja is be, az űrben végzett munka, amely nyilván kolóniák létrehozásával is jár, minden bizonnyal megteremti a saját szükségletét. A Földre indított nyersanyagkonvojokon kívül lesz, amit helyben hasznosítanak, ráadásul az űrjárművek potenciális hajtóanyagát is tömegével találni a kisbolygók, aszteroidák anyagában. Az űrcégek járulékos tudományos haszonként még azt is kideríthetik, nem bányászott-e már a mi kozmikus környékünkön egy nálunk is intelligensebb civilizáció.

Égi vájárok

 

Vissza a Földre

A bányászat megkezdése előtt azonban még sok teoretikus probléma megoldása és gyakorlati akadály leküzdése is áll. Ha a Földön szeretnénk látni a kitermelt nyersanyagot, olyan kisbolygókat kell kiválasztanunk, amelyeknek a pályaadatai elősegíthetik a megközelítését, illetve a visszatérő teherszállító egység pályára állítását. Tekintetbe kell venni a pályák közti ugráshoz szükséges sebességváltozást is, amelyről azt kell tudni, minél kisebb, annál jobb, mert így lehet gazdaságosabban ide szállítani a nyersanyagokat. Ebből a szempontból máris előnyben vannak az ún. Föld-közeli objektumok (NEO-k), ezekről ugyanis a kitermelés – hipotetikusan – egyszerűbbnek tűnik, mint például a Holdon lévő ásványkincsek kiaknázásánál, még ha a kincset hosszabb úton kell is ide szállítani. A tervezés közben arra is oda kell figyelni, hogy mit érdemes közvetlenül a Földre hozni, és mit kellene az űrben feldolgozni. Az elképzelések szerint vagy a messzi távolban kiaknázott nyersanyagokat hurcolnák a Földre, vagy csupán a már finomított ércek kerülnének hozzánk. A legromantikusabb változat szerint egész aszteroidákat vontatnának Föld vagy Hold körüli pályára, esetleg a kozmikus gyárteleppé fejlődő Nemzetközi Űrállomás szomszédságába, így a kisbolygónak egymorzsányi hasznos része sem veszne kárba.

A jövő bányászati eljárásainak csak a fantázia szabhat határt. A magas fémtartalmú aszteroidákon például mágnesekkel gyűjthetnék az ércet, a fagyott gázokban gazdag, kihunyt üstököseket olvasztanák és párologtatnák, de egy kisbolygó vas- és nikkeltartalma úgy is kivonható, ha az ún. Mond-eljárással szén-monoxidot préselnek át rajta, amelyből ugyancsak jelentős, szintén bányászható mennyiség van az űrben. A legdöbbenetesebb, tényleg sci-fiket idéző elképzelés azonban még 1980 körül, a Hold kapcsán merült fel, ahol például ritkaföldfémeket, héliumot és vízjeget bányásznának. A terv szerint az égi kolónia évek alatt képes lenne reprodukálni magát, így egy többgenerá­ciós gépi-kibernetikus bányatelep jönne létre. Mivel a megvalósításhoz szükséges miniatürizálás, nanotechnológia, anyagtudomány az elmúlt 35 évben igen sokat fejlődött, talán nem is kell olyan sokat várni, hogy közelebb kerüljünk e Philip K. Dick könyveibe illő idea megvalósításához.

Ne hívj, én nem mehetek!

Ma már számos cég készen áll, hogy elvégezze a kitermeléshez szükséges első kutatásokat. A más űrvállalkozásokban is érdekelt David Gump alapította Deep Space Industries el is kezdte felmérni a kitermelésre alkalmas aszteroidákat, jövőre pedig értékelhető, analizálandó mintákat akar a Földre juttatni. Gumpék 2023-ban már elkezdenék az űrbányászatot – hisszük, ha látjuk.

A 2012-ben alapított Planetary Resources – amelynek finanszírozói között feltűnt a Google több vezetője és Charles Simonyi, de leginkább attól vált ismertté, hogy szakértőként alkalmazta James Cameron filmrendezőt – egy űrbéli üzemanyagdepó kialakítását tervezi. Itt az aszteroidákról kibányászható vizet bontanák el a Nap energiájával rakéta-üzemanyagként is használható folyékony oxigénné és hidrogénné. Ezek segítségével juttatnák vissza a kisbolygókról kibányászott értékes anyagokat (platinát, ara­nyat) tartalmazó érceket a Föld körüli pályán dolgozó finomítóműholdakra. Azonban a szakértők szerint az óriási költségeket egyelőre nem fedezné a hipotetikusan busás haszon sem. Hogy milyen pénzekről van szó, jól mutatja, hogy a NASA soron következő expedíciója, az OSIRIS-REx, amely mindössze 60 gramm elemezhető kisbolygóanyagot juttat vissza a Földre, 1 milliárd dollárba kerül!