Et californisk selskab vil fange asteroider på 100 ton
Det californiske selskab TransAstra er i gang med at udvikle teknologi til at indfange asteroider, der vejer omkring 100 ton. Målet er ikke at imponere med kraftpræstationer — det handler om at opbygge en reel rumindustri baseret på råstoffer, der allerede befinder sig ude i verdensrummet.
I stedet for at transportere alle materialer op fra Jordens overflade vil virksomheden udnytte ressourcer, som allerede cirkulerer i rummet. Asteroider indeholder frosset vand, jern, nikkel og sjældne metaller — præcis det, der er nødvendigt for at bygge satellitter, rumstationer og producere brændstof til interplanetariske missioner.
Forskere og ingeniører har længe peget på, at de høje transportomkostninger er den største hindring for ekspansion ud i rummet. Hvert kilogram, der løftes ud af Jordens tyngdekraft, koster tusindvis af dollars. En løsning kan være udvinding direkte i kredsløb eller i nærheden af gravitationspunkter, hvor materialer kan holdes stabilt med minimalt brændstoffforbrug.
Sådan fungerer den kæmpe sæk omkring en asteroid på størrelse med et parcelhus
TransAstra, en start-up med hjemsted i Los Angeles, arbejder netop på et sådant projekt. Virksomhedens ambition er at opsnappe små asteroider, pakke dem ind i oppustelige omslag og trække dem hen til stabile områder, hvor der kan oprettes orbitale forarbejdningsanlæg. Det centrale redskab er en enorm sæk fremstillet af yderst modstandsdygtige polymerer.
Systemet er designet til at indfange asteroider på cirka 100 ton — objekter på størrelse med et almindeligt parcelhus. Kernen i teknologien er et enormt oppusteligt hylster lavet af meget holdbare polymerer, for eksempel Kapton, som allerede har vist sin pålidelighed i rumfartsmissioner over mange år.
Konceptet er relativt enkelt at beskrive, men ekstremt vanskeligt at udføre i praksis. Et arbejdsfartøj flyver hen til en lille asteroid, folder et fleksibelt dæksel ud omkring den og indkapsler den gradvist. Når klippestykket er inde, kan hele pakken sikkert bugseres til et sted, der er mere egnet til minedroners arbejde.
Planen indebærer at omgive asteroiden med en ballonlignende struktur, stabilisere dens bevægelse og trække den hen til et stabilt gravitationspunkt, hvor noget i stil med et “forarbejdningsanlæg” i kredsløb skal oprettes. En endnu ikke afsløret kunde — en institution der endnu ikke er offentliggjort — finansierede en gennemførlighedsundersøgelse for en mission med arbejdstitlen New Moon.
En sådan undersøgelse er i praksis en detaljeret analyse af, om projektet giver teknisk, finansiel og logistisk mening. Ingeniørerne hos TransAstra måtte dokumentere, at materialerne kan modstå kontakt med en klippes uregelmæssige overflade, bombardement fra mikrometeoritter og kraftige temperaturudsving. Sækken skal fungere fejlfrit i måneder eller år, mens den trækker et mål på hundrede ton gennem millioner af kilometer.
Derfor er Lagrangepunkterne det ideelle udgangspunkt
TransAstra overvejer at bugsere indfangede asteroider til området omkring Lagrangepunktet L2. Dette særlige område ligger cirka 1,5 millioner kilometer fra Jorden, på den modsatte side af Solen. Her udligner Jordens og Solens gravitationskræfter hinanden delvist, hvilket gør det muligt at holde objekter stabilt med et relativt lille brændstoffforbrug.
Disse punkter har længe tiltrukket ingeniørernes opmærksomhed. Avancerede rumobservatorier opererer allerede i lignende områder — for eksempel James Webb Space Telescope — fordi den stabile position letter både instrumenternes arbejde og kommunikationen. For en rumindustri er det en ideel placering: langt fra atmosfæren, men tæt nok på til at opretholde kontakt med Jorden og sende data regelmæssigt.
Specialister fra universiteter og forskningsinstitutter understreger, at Lagrangepunkterne kan fungere som kosmiske havne for fremtidige missioner. Objekter i disse områder kræver kun mindre banekorrektioner, hvilket sparer brændstof og forlænger systemernes levetid.
Asteroider som brændstofdepoter og materiallagre
Den vigtigste grund til, at start-uppen overhovedet interesserer sig for sten, der kredser i solsystemet, er råstofferne. Mange små asteroider er rige på vand i form af is eller på metaller, der er en formue værd på Jorden. Virksomheden skelner mellem to særligt attraktive grupper:
- Type C-asteroider — mørke, med et højt indhold af vandig is og kulstofforbindelser
- Type M-asteroider — stærkt metalliske, fyldt med jern, nikkel og sjældne metaller som platin og iridium
- Vandig is som kilde til brint og ilt til raketbrændstof og besætningers åndedræt
- Metaller anvendelige til fremstilling af bærende konstruktioner, paneler og strålingsskærme
- Kulstofforbindelser anvendelige i produktionen af plast og andre organiske materialer
- Regolit som råmateriale til 3D-print af beskyttelsesbarrierer og byggeelementer
Af is kan man udvinde brint og ilt — altså komponenter til raketbrændstof såvel som luft til fremtidige beboede baser. Metaller repræsenterer materiale til fremstilling af bærende konstruktioner, paneler, strålingsskærme og motordele. I teorien åbner det for en produktionskæde, der næsten ikke er afhængig af ressourcer opsendt fra Jorden.
Lederen af TransAstra, Joel Sercel, ser de indfangede asteroider som grundlaget for en fremtidig orbital industri. Robotter skal der øve sig i at bearbejde malme, hvoraf satellitkomponenter og brændstof til interplanetariske missioner kan produceres. Ifølge hans udtalelser vil det blive en flertrinsprocces: først udvinding af vandig is, dernæst elektrolyse til brint og ilt og til sidst raffinering af metaller i vægtløs tilstand.
Hundredvis af mål kan nås inden for ét årti
Ifølge virksomhedens estimater befinder der sig cirka 250 små asteroider inden for rækkevidde af mulige missioner, som potentielt kan indfanges i løbet af de næste femten år. Det drejer sig om objekter med en diameter på under 20 meter — for små til at udgøre en alvorlig trussel mod planeten, men tilstrækkeligt rige på råstoffer til, at udnyttelsen kan svare sig.
Et centralt element i planen er en flåde af genanvendelige fartøjer. I stedet for at bygge et nyt fartøj til hver mission ønsker TransAstra, at robotiske slæbebåde vender tilbage til Jordens nærhed, tanker op — helst med brændstof fra tidligere indfangede asteroider — og flyver efter det næste mål. I et sådant scenarie ville hver efterfølgende rejse blive billigere og mere rentabel.
Forskere ved institutter med fokus på planetarisk videnskab bemærker, at kataloget over små asteroider stadig er ved at tage form. Teleskoper som Pan-STARRS på Hawaii eller Catalina Sky Survey i Arizona opdager hvert år snesevis af nye jordnære objekter. En del af dem har baner, der er gunstige for indfangning med relativt lav energiforbrugsintensitet.
TransAstra regner med, at den første demonstrationsmission kan finde sted inden udgangen af dette årti. Et testfartøj skal verificere udfoldning af sæksystemet, stabilisering af et lille objekt og dets kontrollerede flytning til en højere kredsløbsbane. Først herefter vil man forsøge at trække en reel asteroid hen mod Lagrangepunktet.
Risici, sikkerhed og ubesvarede spørgsmål
Idéen om at oplagre en klippemasse på adskillige titals meter i relativt tæt nærhed af Jorden rejser forståelige sikkerhedsspørgsmål. Selv en lille fejl under manøvrerne kunne ændre objektets bane på en måde, der ikke er gunstig for vores planet. TransAstras team argumenterer med, at man udelukkende vil indfange små asteroider, som er langt lettere at holde styr på end kilometerlange kolosser.
Risikoen vedrører også selve sækkonstruktionen. Den skal modstå kontakt med en uregelmæssig, skarp klippeoverflade, gennemtrængning fra mikrometeoritter og kraftige temperaturændringer. Ingeniørerne satser på materialer, der allerede er afprøvet i rumfartsmissioner, men konstruktionens skala vil være noget helt nyt. Projektet kræver en stor mængde jordbundne tests og orbitale demonstrationer på mindre testgenstande.
Eksperter fra NASA og den Europæiske Rumfartsorganisation understreger nødvendigheden af internationale sikkerhedsprotokoller. Hvert objekt, der flyttes til Jordens nærhed, ville kræve nødsystemer til baneændring i tilfælde af svigt i hoveddrivenheden. Derudover bør der eksistere international overvågning af alle mineoperationer, på samme måde som der i dag føres tilsyn med rumaffald.
Kan det overhovedet løbe rundt økonomisk?
Økonomien i et sådant foretagende er et kapitel for sig. I dag falder omkostningerne ved at sende et kilogram nyttelast i kredsløb kraftigt takket være genanvendelige raketter som Falcon 9 fra SpaceX, men de tælles stadig i tusindvis af dollars. Fortalerne for rumminedrift hævder, at det på længere sigt vil være billigere at udnytte råstoffer uden for atmosfæren.
Skeptikere peger på udgifterne til at bygge en robotflåde, risikoen for fejl og de enorme udgifter til forskning og udvikling. Meget afhænger foreløbig af, om New Moon bekræfter hele konceptets realisme og tiltrækker yderligere investorer — både private og institutionelle, herunder statslige agenturer på jagt efter nye forsyningsmetoder til langdistancemissioner.
Analytikere fra investeringsfonde med fokus på rumindustrien vurderer, at egentlig rentabilitet fra asteroideminedrift tidligst vil komme om ti til femten år. Foreløbig handler det mere om at opbygge grundlæggende infrastruktur og teste teknologier. Virksomheder som Planetary Resources og Deep Space Industries gik tidligere under netop fordi de undervurderede tidshorisonten for tilbagebetaling.
TransAstra adskiller sig fra sine forgængere ved at fokusere på mindre, mere tilgængelige mål og en gradvis udvidelse af flåden. Joel Sercel har offentligt udtalt, at han ser de første kommercielle kunder blandt operatører af satellitkonstallationer, som potentielt ville kunne tanke brændstof direkte i kredsløb og dermed markant forlænge deres probers levetid.
Fra science fiction til reel orbital industri
Idéen om at fange asteroider er ikke ny. Tidligere dukkede lignende planer op i dokumenter fra NASA og andre virksomheder, men ingen af dem kom ud over konceptfasen eller tidlige studier. TransAstra skiller sig ud ved sin tilgang: fokus på mindre objekter, enklere indfangningsmekanik og gradvis opbygning af infrastruktur i kredsløb.
Hvis selv en del af visionen realiseres, kan vores tilgang til at bygge satellitter og store konstruktioner ændre sig fundamentalt. I stedet for at samle enorme teleskoper på Jorden og montere dem i kredsløb fra dyre moduler kunne ingeniørerne udnytte komponenter fremstillet direkte af asteroidemalme. En sådan fremgangsmåde åbner også vejen til billigere missioner til Mars eller asteroidebæltet, fordi brændstof og konstruktionsmaterialer stammer “fra ruten” og ikke fra Jordens overflade.
For den almindelige person lyder det som en fjern vision, men de første skridt tages netop nu i form af undersøgelser, simuleringer og prototyper. I de kommende år er det værd at følge med i, om der begynder at vokse et helt økosystem af virksomheder frem omkring projekter som New Moon — fra robotproducenter over softwareleverandører til operatører af orbitale “raffinaderier” og brændstofstationer til rumfartøjer.
I en bredere sammenhæng er rumminedrift også ved at blive et politisk og juridisk emne. Der vil være behov for svar på spørgsmål om, hvem der har ret til at udvinde en bestemt asteroid, hvordan overskuddet fordeles, og hvordan potentielle konflikter forebygges. TransAstra er derfor ikke kun ved at udvikle teknologien bag en sæk til rumsten — virksomheden skaber også et incitament til at udforme nye spilleregler i et rum, der hidtil primært har været videnskabens og forskningsmissionernes domæne.
