Rumressourcer frem for jordbaserede materialer
I stedet for at sende alle materialer op fra Jordens overflade ønsker et californisk selskab at udnytte de råstoffer, der allerede befinder sig i rummet. Nøglen er en oppustelig sæk fremstillet af ekstremt modstandsdygtige polymerer.
Firmaet TransAstra fra Los Angeles arbejder på en teknologi, der skal gøre det muligt at indfange asteroider med en vægt på omkring hundrede tons — omtrent på størrelse med et parcelhus. Det handler ikke om et imponerende skuespil, men om at opbygge en egentlig rumbaseret materialeindustri.
Eksperter påpeger, at mange mindre asteroider indeholder store mængder vand i form af is eller metaller, der på Jorden er enorme værdier værd. En endnu unavngiven kunde har ifølge amerikanske teknologimedier allerede finansieret en mulighedsstudie for en mission med arbejdstitlen New Moon — en grundig analyse af projektets tekniske, finansielle og logistiske holdbarhed.
Visionerne bag rumminedrift
TransAstras direktør Joel Sercel ser indfangede asteroider som fundamentet for en fremtidig orbital industri. Robotter skal lære at bearbejde malme, hvoraf der kan fremstilles satellitkomponenter og brændstof til missioner mellem planeterne. På længere sigt kan det vise sig billigere at udnytte ressourcer uden for atmosfæren end at transportere hvert eneste kilogram materiale op fra Jordens overflade.
Sådan skal den kæmpestore asteroide-sæk fungere
Kernen i systemet er en enorm oppustelig sæk af særdeles robuste polymerer — herunder Kapton, som allerede anvendes i adskillige rummissioner. Konceptet er relativt enkelt at beskrive, men ekstremt krævende at udføre i praksis.
Et arbejdsfartøj flyver ud til en lille asteroide, ruller en elastisk kappe ud og omslutter den langsomt. Når stenen befinder sig inde i sækken, kan hele pakken sikkert trækkes til et sted, der er mere egnet til minebrydningsrobotternes arbejde. Planen indebærer at omringe asteroiden med ballonstrukturen, stabilisere dens bevægelse og bugsere den hen til et stabilt gravitationspunkt, hvor der kan opstå en slags orbital forarbejdningsfabrik.
Materialet skal tåle kontakt med en uregelmæssig, skarp sten, mikrometeorit-påvirkninger og kraftige temperaturudsving. Ingeniørerne baserer sig på materialer, der er velkendte fra eksisterende rummissioner, men konstruktionens skala vil være noget fuldstændig nyt. Projektet kræver omfattende jordbaserede tests og orbitale demonstrationer med mindre prøveobjekter.
Hvorfor Lagrange-punkterne er det ideelle mål for minedrift
TransAstra overvejer at bugsere indfangede asteroider til området omkring Lagrange-punktet L2. Dette er et specifikt område beliggende cirka halvanden million kilometer fra Jorden, på den modsatte side af Solen. Her udligner Jordens og Solens tyngdekræfter delvist hinanden, hvilket gør det muligt at holde objekter i position med et relativt lille brændstofforbrug.
Disse punkter har længe tiltrukket ingeniørers opmærksomhed. Avancerede rumobservatorier opererer allerede i lignende områder, fordi den stabile position gør arbejdet med instrumenterne og kommunikationen nemmere. For en rumbaseret miningsindustri er det en ideel placering: langt fra atmosfæren, men alligevel tæt nok på til at opretholde kontakt med Jorden og sende data regelmæssigt.
I teorien åbner det mulighed for at designe en produktionskæde, der næsten ikke trækker på ressourcer fra Jordens overflade. Forskere fra NASA og andre agenturer har i længere tid undersøgt mulighederne for at udnytte Lagrange-punkterne til langvarige missioner, hvilket bekræfter tilgangens tekniske holdbarhed.
Asteroider som tankstationer og materialedepoter
Den vigtigste årsag til, at startupvirksomheden overhovedet interesserer sig for sten, der kredser om solsystemet, er råstofferne. Selskabet fremhæver to grupper af særligt attraktive objekter:
- C-type asteroider — mørke, med højt indhold af vandis og kuldioxidforbindelser
- M-type asteroider — stærkt metalliske, rige på jern, nikkel og sjældne metaller
- Fra frossen vand kan man udvinde brint og ilt — ingredienserne i raketbrændstof
- Brint og ilt kan også fungere som indåndingsluft i fremtidige bemannede stationer
- Metaller udgør råmateriale til bærende konstruktioner, paneler og strålingsskjolde
- Af metaller fremstilles desuden motorkomponenter til interplanetariske fartøjer
- Vandis fungerer som kilde til drikkevand under langvarige missioner
- Kuldioxidforbindelser kan danne grundlag for organisk kemi i rummet
I teorien gør dette det muligt at designe en produktionskæde, der næsten ikke er afhængig af ressourcer fra Jordens overflade. Robotter skal i den orbitale fabrik lære at bearbejde malme, som giver anledning til satellitkomponenter og brændstof til missioner ud i solsystemet.
Hundredvis af mål inden for rækkevidde i løbet af årtier
Ifølge selskabets egne estimater befinder der sig omkring to hundrede og halvtreds små asteroider inden for rækkevidde af mulige missioner, som vil kunne indfanges i løbet af de næste par år. Der er tale om objekter med en diameter på op til tyve meter — for små til at udgøre en alvorlig trussel mod planeten, men rigelige nok til at gøre minedrift rentabelt.
Et centralt element i planen er en genbrugelig flåde af fartøjer. I stedet for at bygge et nyt skib til hver mission ønsker TransAstra, at de robotiserede slæbebåde vender tilbage til Jordens nærhed, tanker op — helst med brændstof fra tidligere indfangede asteroider — og flyver ud efter det næste mål. I et sådant scenarie bør hver efterfølgende tur blive billigere og mere indbringende.
De første skridt tages netop nu i form af forskning, simuleringer og prototyper. Selskabet koncentrerer sig om mindre objekter, enklere indfangningsmekanik og gradvis opbygning af infrastruktur i kredsløb. Denne trinvise tilgang reducerer risikoen og giver mulighed for at validere teknologien i mindre målestok, inden der investeres milliarder i store projekter.
Sikkerhed og økonomi ved et orbitalt materialdepot
Tanken om at oplagre en sten af flere titusinde meters størrelse i Jordens relativt nære omgivelser rejser berettigede spørgsmål om sikkerheden. Selv en lille fejl under manøvrerne kunne ændre objektets kredsløbsbane på en måde, der er ugunstig for vores planet. TransAstras team argumenterer for, at de udelukkende vil indfange små asteroider, som er langt lettere at holde kontrol over end kilometer-store kolosser.
Risikoen knytter sig også til selve sækkonstruktionen. Den skal tåle kontakt med en uregelmæssig, skarp sten, gennemboringer fra mikrometeoritter og kraftige temperatursvingninger. Økonomien i en sådan virksomhed er en historie for sig. I dag falder omkostningerne ved at sende et kilogram last i kredsløb kraftigt takket være genanvendelige raketter, men de tæller stadig i tusindvis af dollars.
Tilhængere af rumbaseret minedrift hævder, at det på længere sigt vil være billigere at anvende ressourcer, der er tilgængelige uden for atmosfæren. Skeptikere peger på udgifterne til at bygge en robotflåde, risikoen for nedbrud og de enorme forsknings- og udviklingsomkostninger. Foreløbig afhænger meget af, om New Moon bekræfter konceptets realisme og tiltrækker yderligere investorer — både private og institutionelle, eksempelvis statslige agenturer på udkig efter nye forsyningsmetoder til missioner med lang rækkevidde.
Fra science fiction til reel orbital industri
Idéen om at indfange asteroider er ikke ny. Tidligere dukkede lignende planer op i dokumenter fra NASA og andre selskaber, men ingen af dem kom videre end konceptfasen eller tidlige studier. TransAstra skiller sig ud med sin tilgang: fokus på mindre objekter, enklere indfangningsmekanik og gradvis opbygning af infrastruktur i kredsløb om Jorden.
Hvis blot en del af visionen realiseres, kan vores tilgang til konstruktion af satellitter og store strukturer ændre sig fundamentalt. I stedet for at samle store teleskoper på Jorden og montere dem i kredsløb af dyre moduler kunne ingeniører anvende komponenter fremstillet direkte af asteroidemalme. En sådan tilgang åbner også vejen til billigere missioner til Mars eller asteroidebæltet, fordi brændstof og byggematerialer stammer fra ruten — ikke fra Jordens overflade.
I en bredere sammenhæng er rumbaseret minedrift ved at blive et politisk og juridisk emne. Der skal gives svar på spørgsmål om, hvem der har ret til at mine en bestemt asteroide, hvordan overskuddet fordeles, og hvordan mulige konflikter forebygges. Det er derfor værd at følge med i, om der omkring projekter som New Moon begynder at vokse et helt økosystem af virksomheder frem — fra robotproducenter og softwareleverandører til operatører af orbitale raffinaderier og tankstationer for rumfartøjer.
