الرئيسيةعريقبحث

تنقيب الكويكبات

التعدين في الفضاء

☰ جدول المحتويات

فكرة فنية لتنقيب الكويكبات
إروس 433 كويكب صخري مداره قريب من الأرض

تنقيب الكويكبات أو تعدين الكويكبات هو استغلال المواد الخام من الكويكبات والكواكب الصغيرة الأخرى، بما في ذلك الأجرام القريبة من الأرض.[1]

يمكن استخراج المعادن الصخرية الصلبة من كويكب أو مذنب مستهلك. كما يمكن نقل الفلزات الثمينة مثل الذهب والفضة و معادن مجموعة البلاتين إلى الأرض، في حين أنه من الممكن استخدام مجموعة معادن الحديد وغيرها لأغراض البناء في الفضاء.

تشتمل هذه العملية على صعوبات عدة أهمها ارتفاع تكلفة رحلات الفضاء، و عدم القدرة على التحديد المسبق للكويكبات التي تصلح فيها عملية التعدين. وبالتالي، سيبقى التعدين الأرضي هو الوسيلة المثلى لاستخراج المعادن الخام المستخدمة اليوم. في حال ازداد التمويل المقدم لهذه البرامج الفضائية، سواء كان عامًا أو خاصًا، زيادة كبيرة، فقد يتغير هذا الموقف تظرا لأن شح الموارد على الأرض بازدياد مقارنة مع الطلب، ولأن الإمكانات الكاملة لتعدين الكويكبات واستكشافات الفضاء بشكل عام قد تم البحث في تفاصيلها بشكل كبير.[2]

مقدمة

من الممكن أن تكون الموارد الرئيسية اللازمة للصناعة الحديثة وإنتاج الأغذية قد استنزفت في غضون 50 إلى 60 عاما، وذلك بناءً على المعلومات المتوفرة عن احتياطيات الأرض والاستهلاك المتزايد لهذه الموارد في كل من الدول النامية والمتقدمة.[3] وتتضمن هذه الموارد الفوسفور، الأنتيمون، الزنك، القصدير، الرصاص، الإنديوم، الفضة، الذهب والنحاس.[4][5][6][7] وبناءا عليه، فقد تم اقتراح استخراج البلاتين والكوبالت والعناصر الثمينة الأخرى من الكويكبات وإرسالها إلى الأرض لأغراض ربحية، لاستخدامها في إنتاج طاقة شمسية فضائية و بناء المساكن الفضائية ،[8][9] ومعالجة الجليد لاستخراج الماء منه بغرض الحصول على وقود لتزويد المستودعات المدارية للمواد الدافعة في الهباء الجوي.[10][11]

مع التنويه إلى أن الكويكبات والأرض تتشابه في تركيبتها، إلا أن جاذبية الأرض القوية نسبيًا دفعت جميع العناصر الشرهة للحديد (سيديروفيليك) إلى نواتها أثناء بداية تشكلها وتحديدا في حالتها المنصهرة منذ أكثر من أربعة مليارات عام.[12][13][14] وبفعل ذلك، استنفذت هذه العناصر من القشرة الأرضية إلى أن ارتطمت بها مجموعة من الكويكبات ما نجم عنه إنصهار القشرة وتشبعها مجددا بتلك المعادن كالذهب والكوبالت والحديد والمنغنيز والموليبدنوم والنيكل والأوزميوم والبالاديوم والبلاتين والرينيوم والروديوم والروثينيوم والتنجستن (قد يحدث بعض التدفق من النواة إلى السطح، على سبيل المثال في مجمع «بوشفيلد إينيوس»، وهو مصدر غني بمجموعة معادن البلاتين). يتم استخراج هذه المعادن الضرورية واللازمة لعملية التقدم الاقتصادي والتقني من قشرة الأرض. وبالتالي فقد يمهد التاريخ الجيولوجي للأرض الطريق لمستقبل تعدين الكويكبات.

أعلن «مرصد كيك» عام 2006 عن احتمالية أن تكون ثنائية طروادة المشترية باتروكلوس 617،[15] وربما أعدادٌ كبيرةٌ من كويكبات طروادة المشترية، عبارة عن مذنبات منطفئة متكونة إلى حد بعيد من الجليد المائي. وبناءا عليه، فقد توفر مذنبات عائلة المشتري، وربما الكويكبات «المذنبات المنطفئة» القريبة من الأرض المياه. وقد تؤدي عملية استخدام الموارد في مواقع استخراجها إلى تخفيضات جذرية في كلفتها (استخدام المواد الأصلية إلى الفضاء للدفع، والإدارة الحرارية، والصهاريج، والوقاية من الإشعاع، والمكونات الأخرى عالية الكتلة للبنية التحتية الفضائية).[16] وعلى الرغم من إمكانية تحقيق تخفيضات التكلفة هذه، إلا أن تعويض الاستثمار الكبير المطلوب للبنية التحتية لا يزال غير معروفٍ حتى وإن تحقق ذلك.

من الممكن أن يلبي الجليد أحد الشرطين اللازمين لتمكين التوسع البشري في النظام الشمسي الاستدامة المالية والاقتصادية (الهدف النهائي لرحلة الفضاء البشرية التي اقترحتها اللجنة الاستشارية لمستقبل برنامج الفضاء للولايات المتحدة لعام 2009).[17]

من الممكن أن يوفر تنقيب الكويكبات بيانات علمية للبحث عن الذكاء خارج كوكب الأرض سيتي (SETI)‏ وذلك من وجهة نظر البيولوجيا الفلكية. كما نوه بعض علماء الفيزياء الفلكية إلى إمكانية الكشف عن دلائل تتعلق بأنشطة التنقيب الفضائية للتأكد من وجود حضارات متقدمة خارج كوكب الأرض والتي بدورها كانت قد قامت بتنقيب الكويكبات منذ فترة طويلة.[18][19][20]

اختيار الكويكب

مقارنة متطلبات التغير في سرعة Δv في مدار هوهمان القياسي
المهمة تغير السرعة Δv
من سطح الأرض إلى المدار الأرضي المنخفض 8.0 كيلومتر بالثانية
من المدار الأرضي المنخفض إلى الكويكب القريب من الأرض 5.5 كيلومتر بالثانية[21]
من المدار الأرضي المنخفض إلى سطح القمر 6.3 كيلومتر بالثانية
من المدار الأرضي المنخفض إلى قمر المريخ 8.0 كيلومتر بالثانية

حد العوامل المهمة التي يجب مراعاتها عند اختيار الهدف هو القابلية المدارية للاستثمار الرابح (orbital economics)‏، وعلى وجه التحديد التغير في السرعة (Δv) «دلتا ڤي» ووقت السفر من وإلى الهدف. يجب أن يتم إنفاق المزيد من المواد الأصلية المستخرجة كوقود دفع في مسارات«دلتا ڤي» (Δv) أعلى، وبالتالي ستعود بحمولة أقل. يعد مدار هوهمان الانتقالي المباشر أسرع من مدار هوهمان الانتقالي الذي يتكل على مساعدة الكواكب و/أو الذبذبات القمرية، والتي تعتبر بدورها أسرع من شبكة النقل بين الكواكب، ولكن تسريع عملية النقل يأتي على حساب زيادة متطلبات التغير في السرعة (Δv)«دلتا ڤي».

تعتبر الفئة الفرعية للأجسام التي يمكن استردادها بسهولة «إي آر أو» (Easily Recoverable Object)‏ من الكويكبات القريبة من الأرض مرشحًا محتملًا لنشاط التعدين المبكر، انخفاض إن تغير سرعة تغيرها (Δv) «دلتا ڤي» جعلها مناسبة للإستخدام في استخراج المواد لبناء المرافق الفضائية القريبة من الأرض، ما أسهم بشكل كبير في تقليل التكلفة الاقتصادية المتعلقة بنقل هذه الإمدادات إلى مدار الأرض.[22]

يعتبر الكويكب نيريوس 4660 مثالا عن هدف محتمل[23] عن الرحلات الإستكشافية الأولى عن تنقيب الكويكبات، ومن المتوقع أن يحتوي في تركيبته على نسب عالية من الإنستاتيت. لهذا تغير سرعة (Δv) «دلتا ڤي» منخفضٌ جدًا مقارنة بسرعة رفع المواد من سطح القمر. ومع ذلك يتطلب الأمر وقتا أطول لإتمام رحلته ذهابًا وإياباً لإعادة المواد.

تم تحديد أنواع متعددة من الكويكبات وتشتمل الأنواع الثلاثة الرئيسية على الكويكبات من النوع سي والنوع إس والنوع أم:

  1. كويكب من النوع سي أو ((C-type))‏ ، هو كويكب كربوني من أكثر الأنواع توافراً حيث يشكل ما نسبته 75% من مجموع الكويكبات المعروفة [24]، وقد يشكل نسباً أكبر من هذه الأخيرة في الجزء الخارجي من حزام الكويكبات خصوصاً أبعد من 2.7 وحدة فلكية ، حيث تخضع تلك المناطق لتواجد كثيف لهذا النوع، وسبب هذا القول هو بأن هذا النوع من الكويكبات يكون داكناً بدرجة كبيرة مما يصعب عملية رصده وبشكل عام هو أكثر دكونةً من باقي أنواع الكويكبات باستثناء النوع دي وأنواع أخرى تتواجد في أقصى حافة حزام الكويكبات.
  2. كويكب من النوع أس أو ((S-type))‏ هي كويكبات ذات تركيبة صخرية، يبلغ حجم توافرها 17% من مجموع الكويكبات، مما يجعلها ثاني أكثر الأنواع توافراً بعد النوع سي.[25]
  3. الكويكبات من النوع أم أو ((M-type))‏ هي كويكبات ذات تركيبة معلومة جزئياً , وهي ذات بياض متوسط يتراوح بين 0.1-0.2 , بعضها يتكون أساساً من النيكل والحديد إما بشكل نقي أو مخلوطةً بكميات بسيطة من الصخور، يعتقد أنها قطع من النواة المعدنية للكويكبات المتحولة والتي تفتت بسبب الاصطدامات المتكررة، ويعتقد أنها مصدر النيازك الحديدية، هذا النوع هو ثالث أكثر نوع من الكويكبات توافراً.

حُددت مجموعة من الأجسام القابلة للإسترجاع بسهولة «إي آر أو» (Easily Recoverable Object)‏ من قبل باحثين عام 2013. تتكون المجموعة المحددة الأولية من 12 من الكويكبات، والتي يمكن تعدينها جميعًا باستخدام تكنولوجيا الصواريخ الحالية. من بين 9000 من الكويكبات التي بُحث عنها في قاعدة بيانات الأجسام القريبة من الأرض، يمكن إدخال جميع هذه الكويكبات الإثني عشر في مدار يمكن الوصول إليه من الأرض عن طريق تغيير سرعتها بأقل من 500 متر في الثانية (1800 كيلو متر بالساعة؛ 1100 ميل في الساعة). يتراوح حجم الكويكبات الإثني عشر من 2 إلى 20 متر (10 إلى 70 قدم).[26]

فهرسة الكويكبات

مؤسسة B612 هي مؤسسة غير ربحية خاصة مقرها الولايات المتحدة ،كرست جهودها لحماية الأرض من ضربات الكويكبات. كمنظمة غير حكومية، قامت بالعمل على خطين من البحوث ذات الصلة للمساعدة في اكتشاف الكويكبات التي يمكن أن تضرب الأرض يومًا ما، كما عملت على إيجاد الوسائل التكنولوجية لتحويل مسارات هذه الكويكبات لتجنب مثل هذه الاصطدامات.

كان هدف المؤسسة لعام 2013 هو تصميم وبناء المرصد الفضائي سينتينيل (Sentinel)‏ للبحث عن الكويكبات. على أمل إطلاقه بين عامي 2017-2018. تم تصميم تلسكوب Sentinel ليعمل بالأشعة تحت الحمراء، وحين وصوله إلى مدار يشبه مدار كوكب الزهرة ، سيساعد على تحديد الكويكبات المهددة عن طريق فهرسة 90٪ من تلك التي يبلغ قطرها أكثر من 140 مترًا، بالإضافة إلى مسح الأجسام الأصغر في النظام الشمسي.[27]

كان من المفترض توفير البيانات التي سيجمعها سينتينيل من خلال شبكة مشاركة البيانات العلمية الحالية والتي تشمل ناسا وعددا من المؤسسات الأكاديمية مثل مركز الكواكب الصغيرة في مدينة كامبريدج (ماساتشوستس). ,نظرًا لدقة المرصد الفضائي، قد تثبت بيانات سينتينيل أنها مهمة للمهام المستقبلية المحتملة الأخرى، مثل تنقيب الكويكبات.[28][29][30]

اعتبارات التعدين

هنالك ثلاثة خيارات للتعدين:[22]

  1. جلب المواد الخام من الكويكب إلى الأرض بغرض الاستخدام.
  2. معالجة المواد المستخرجة في الموقع لإحضار المواد المعالجة فقط، وربما إنتاج مادة دافعة لاستخدامها في رحلة العودة.
  3. نقل الكويكب إلى مدار آمن حول القمر أو الأرض أو إلى محطة الفضاء الدولية،[11] والذي قد يمكن (نظريا) استخدام معظم هذه المواد وتقليل الهدر.[9]

إن استخدام المعالجة "في الموقع" لغرض استخراج المعادن عالية القيمة سيقلل من متطلبات الطاقة اللازمة لنقل المواد، مع العلم أنه ينبغي نقل مرافق المعالجة أولا إلى موقع التعدين. سيشتمل التعدين "في الموقع" على حفر آبار وحقن السوائل/الغازات الساخنة والسماح للمواد المفيدة بالتفاعل أو الذوبان مع المذيب واستخلاص المادة الذائبة. إن اية عملية حفر سوف تتسبب بحدوث اضطرابات كبيرة وستعمل على تشكيل سحب غبارية لكون حقول الجاذبية ضعيفة على الكويكبات. تتطلب عمليات التعدين معدات خاصة للتعامل مع استخراج ومعالجة المواد الخام في الفضاء الخارجي.[22]، وستكون هنالك حاجة إلى تثبيت الآلات على الكويكب، و بمجرد أن يتم هذا الالتحام سيتم نقل المواد الخام بسهولة أكبر بسبب انعدام الجاذبية. ومع ذلك، لا توجد حاليا ً تقنيات لتكرير المواد الخام في حالة انعدام الجاذبية. ويمكن تنفيذ هذا الالتحام مع الكويكب باستخدام عملية تشبه حربة الصيادين، حيث يمكن أن تخترق قذيفة السطح لتكون بمثابة مرساة ، ثم يتم قطر المركبة إلى السطح باستخدام حبل، إذا كان الكويكب قابلا اختراق وصلبا كفاية لضمان ثبات الحربة.[31].

ونظرا لبعد المسافة بين الأرض و الكويكب المحدد للتعدين، فإن المدة الازمة لإجراء الاتصالات في الاتجاهين ستكون عدة دقائق أو أكثر، باستثناء بعض حالات اقتراب الكويكبات القريبة من الأرض إليها. ولذلك فإمّا أن تكون معدات التعدين تعمل بصورةٍ مؤتمتةٍ تماماً، أو أنه ستكون هنالك حاجةٌ إلى التواجد البشري بالقرب من ذلك المكان. وسيكون للتواجد البشري هنالك فائدة في استكشاف المشاكل وصيانة الآلات. ومع ذلك، لم تمنع تأخيرات الاتصالات من نجاح الاستكشاف الآلي للمريخ، وستكون مهمة بناء ونشر الأنظمة الآلية أقل تكلفة إلى حد بعيد.[32]

أدت التكنولوجيا التي طورتها شركة الموارد الكوكبية (Planetary Resources)‏ لتحديد مواقع هذه الكويكبات وحصرها، أدت إلى وضع خطط لثلاثة أنواع مختلفة من الأقمار الصناعية:

  1. سلسلة أركيد 100 (Arkyd Series 100)‏ (قمرصناعي للمدار الأرضي المنخفض) وهي الأداة الأقل تكلفة والتي سيتم استخدامها في للعثور على الموارد المتاحة على الكويكبات القريبة ورؤيتها وتحليلها.
  2. سلسلة أركيد 200 (Arkyd Series 200)‏ (الاعتراضي) قمر صناعي هدفه أن يهبط على الكويكب للحصول على تحليل أوثق للموارد المتاحة.
  3. سلسلة أركيد 300 (Arkyd Series 300)‏ (منقب إلتقائي) قمر صناعي تم تطويره للبحث وإيجاد الموارد في فضاءات أعمق.

وتنقسم التكنولوجيا التي توفرها شركة صناعات الفضاء السحيق (Deep Space Industries)‏ لفحص الكويكبات وأخذ عينات منها وحصرها إلى ثلاث عائلات من المركبات الفضائية:

  1. اليراعات (FireFlies)‏ وهي عبارة عن ثلاثة توائم من المركبات الفضائية المتطابقة، على نموذج القمر المكعب (CubeSat)‏ أطلقت إلى كويكبات مختلفة لملاقاتها وفحصها.[33]
  2. اليعاسيب (DragonFlies)‏ وتم إطلاقهاعلى شكل موجات من ثلاث مركبات فضائية متطابقة، لجمع عينات صغيرة (5 إلى 10 كغ) وإعادتها إلى الأرض لتحليلها.
  3. الحصادات (Harvestors)‏ وكانت قد ذهبت في رحلات إلى الكويكبات لجمع مئات الأطنان من المواد الخام والعودة بها إلى المدار الأرضي المرتفع لمعالجتها[34].

من الممكن أن يحدث التنقيب في الكويكبات ثورة في استكشاف الفضاء. ومن الممكن أيضا استخدام الكميات الكبيرة من الماء المتوفرة على الكويكبات من النوع سي لإنتاج الوقود عن طريق تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. وعن طريق خفض كلفة الوقود سيصبح السفر إلى الفضاء خيارا أكثر جدوى. وفي حين أن عامل تكلفة الوقود ضئيل نسبيا مقارنة بالتكلفة الإجمالية للمهمات الفضائية المأهولة إلى المدار الأرضي المنخفض، إلا أن عاملي تخزين الوقود وحجم المركبة سيصبحان أكبر بكثير بالنسبة للمهمات الفضائية بين الكواكب. في العادة كل 1 كجم في المدار يعادل أكثر من 10 كجم على الأرض (في الإصدار الأول من المركبة فالكون 9 (Falcon 9 v1.0)‏) تم استخدام ما يصل إلى 250 طناً من الوقود لإيصال 5 أطنان من الوقود إلى المدار الجغرافي الثابت و 10 أطنان إلى المدار الأرضي المنخفض. وأصبحث هذه التقييدات العامل الرئيس لصعوبة المهمات بين الكواكب لاعتبار الوقود حمولة زائدة.

تقنيات الاستخراج

التعدين السطحي

يتم كشط المواد من القشرة باستخدام مغرفة أو أو ناقل لولبي، وللحصول على عينات أكبر يتم اللجوء إلى "الانتزاع نشط." (active grab)‏ هنالك أدلة قوية على أن العديد من الكويكبات تتكون من أكوام ركامية[35] ما جعل هذا النهج ممكنا.

التعدين العمودي

وذلك من خلال حفر منجم في الكويكب، واستخراج المواد من خلال اسطوانة. تتطلب هذه التقنية معرفة عميقة لهندسة دقة الموقع الفلكي تحت سطح الحطام الصخري و كذلك نظاما لنقل المواد الخام المطلوبة إلى منشأة المعالجة.

المكابس المغناطيسية

قد تكون الكويكبات ذات المحتوى المعدني العالي مغطاة بحبيبات سائبة والتي يمكن جمعها باستخدام مغناطيس.[36]

التسخين

الكويكبات حالها حال الشوندرات الكربونية التي تحتوي على معادن رطبة، تستخرج منها المياه وغيرها من المواد المتطايرة عن طريق تسخينها. اختبار استخراج المياه في عام 2016[37] بواسطة روبوتات نحل العسل (Honeybee Robotics)‏ على كويكب ثري ونشيط، والتي تم تطويرها بالتعاون بين شركة صناعات الفضاء السحيق وجامعة فلوريدا المركزية لتتلائم مع التنقيب بالجملة لنيزك كربوني معين. على الرغم من أن المنشط كان جافا فيزيائيا (بمعنى أنه لا يحتوي على جزيئات الماء الممتصة في مصفوفة المادة الصخرية) إلا أن تسخينه إلى حوالي 510 درجات مئوية أطلق الهيدروكسيل على شكل كميات كبيرة لها مظهر بخار الماء ذو بنية سيليكات طينية ومركبات الكبريت. وتم تكثيف هذا البخار إلى مياه سائلة لملئ حاويات التجميع، ما دل على جدوى استخراج المياه من فئات معينة من الكويكبات الجافة ماديا.[38] يمكن استخدام الحرارة لإذابة وتبخير مصفوفة المذنبات الميتة لاستخراج المواد المتطايرة منها.[39]

الاستخراج باستخدام عملية موند

أجسام كروية من النيكل صنعت باستخدام عملية موند

ويمكن استخراج النيكل والحديد من كويكب غني بالحديد من خلال عملية موند. و تنطوي العملية على تمرير أول أكسيد الكربون فوق الكويكب بدرجة حرارة تتراوح بين 50 و 60 درجة مئوية بالنسبة للنيكل، ودرجة حرارة أعلى بالنسبة للحديد، وبضغوط عالية مع المواد التي تقاوم الكربونات المسببة للتآكل. ويتشكل عن هذه العملية غازات رباعي كربونيل النيكل، وخماسي كربونيل الحديد - ومن ثم يمكن إزالة النيكل والحديد من الغازات المتشكلة باستخدام درجات حرارة أعلى.[40][41][42]

آلات التكرار الذاتي

اقترحت دراسة أجرتها وكالة ناسا عام 1980 بعنوان الأتمتة المتقدمة للبعثات الفضائية فكرة إنشاء مصنعٍ آليٍ معقدٍ على سطح القمر وتحددت مهمته بالعمل على مدى عدة سنوات لبناء نسخة عن نفسه بنسبة 80٪، على أن يتم توريد الـ 20٪ المتبقية من الأرض، كرقائق الكومبيوتر الأكثر تعقيدًا والتي تتطلب سلسلة توريد أكبر بكثير لإنتاجها.[43] مكن النمو الهائل للمصانع على مدى سنوات عديدة من صقل كميات كبيرة من طبقات الحطام الصخري للأقمار أو الكويكبات. منذ عام 1980 حصل تقدم كبير في التصغير، وتكنولوجيا النانو، وعلوم المواد، والصناعة الجمعية، ما أدى إلى إمكانية الوصول إلى إقفال بنسبة 100 مع كتلة صغيرة إلى حد معقول من الأجهزة، وعلى الرغم من أن هذه التطورات التكنولوجية قد طبقت على الأرض من خلال التوسع في سلسلة التوريد إلا أنها بحاجة إلى مزيد من الدراسة. اقترحت دراسة أجرتها وكالة ناسا عام 2012 نهجًا لإنشاء سلسلة توريد في الفضاء مع إغلاق بنسبة 100٪، مما يشير إلى أنه من الممكن تحقيقه خلال فترة عقدين إلى أربعة عقود فقط وبتكلفة سنوية منخفضة.[44] وادعت دراسة أجريت في عام 2016 مرة أخرى أنه من الممكن إكماله في غضون بضعة عقود فقط بسبب التقدم المستمر في مجال الروبوتات، وقالت ايضا أنها ستعود على الأرض بعدة فوائد بما في ذلك النمو الاقتصادي، وحماية البيئة، وتوفير الطاقة النظيفة في حين أيضا توفير الحماية الإنسانية ضد التهديدات الوجودية.[45]

الشركات والمؤسسات

قالت عدة منظمات إنها تعمل على تعدين الكويكبات، بما في ذلك:

منظمات تعمل على تنقيب الكويكبات
المنظمة النوع
Planetoid Mines Corporation شركة خاصة
NEO Resource Atlas (NEORA) شركة خاصة
Deep Space Industries شركة خاصة
Planetary Resources شركة خاصة
Moon Express شركة خاصة
Kleos Space شركة خاصة
TransAstra شركة خاصة
Aten Engineering شركة خاصة
Air Space and Beyond (ASB) شركة خاصة
OffWorld شركة خاصة
Asteroid Mining Corporation Ltd. UK[46] شركة خاصة

الأهداف المحتملة

وفقًا لقاعدة بيانات أستيرانك، تعتبر الكويكبات التالية أفضل أهداف للتعدين إذا كان سيتم تحقيق أقصى قدر من الفعالية من حيث التكلفة (آخر تحديث في ديسمبر 2018):[47]

الكويكب القيمة المتوقعة (مليار $ دولار) الارباح المتوقعة (مليار $ دولار) Δv (كم/س) المركبات
ريوغو 83 30 4.663 نيكل، حديد، الكوبالت، ماء، نيتروجين، هيدروجين، أمونيا
(10302) 1989 ML 14 4 4.889 نيكل، حديد، الكوبالت
Nereus 5 1 4.987 نيكل، حديد، الكوبالت
بينو 0.7 0.2 5.096 حديد، هيدروجين، أمونيا، نيتروجين
Didymos 62 16 5.162 نيكل، حديد، الكوبالت
2011 UW158 7 2 5.189 بلاتينيوم، نيكل، حديد، الكوبالت
Anteros 5,570 1,250 5.440 سيليكات المغنيسيوم، ألومينيوم، سيليكات الحديد
2001 CC21 147 30 5.636 سيليكات المغنيسيوم، ألومينيوم، سيليكات الحديد
1992 TC 84 17 5.648 نيكل، حديد، الكوبالت
2001 SG10 3 0.5 5.880 نيكل، حديد، الكوبالت
سايكي 27.67 1.78 - نيكل، حديد، الكوبالت، ذهب [48]

التنظيم والسلامة

معاهدة الفضاء الخارجي

اتفاقية القمر

اتفاقية تنظيم نشاط الدول على القمر أو الأجسام الفضائية الأخرى والمعروفة اختصاراً باتفاقية القمر هي اتفاقية دولية تنص على أن سيادة كل الأجسام السماوية بما فيها المدارات تخضع للمجتمع الدولي. وبأن كل الأنشطة يجب أن تتوافق مع القانون الدولي شاملاً ميثاق الأمم المتحدة.

عملياً، هي اتفاقية لا قيمة لها نظراً لأنه لم يُصدق عليها من قبل أي من الدول التي تطلق رحلات مأهولة لاستكشاف الفضاء أو تخطط لذلك في المستقبل كالولايات المتحدة وبعض أعضاء وكالة الفضاء الأوروبية وروسيا والصين واليابان منذ انشاء الاتفاقية عام 1979، ما يعني أنه ليس لها أي أثر يذكر على الحركة الفعلية في الفضاء. اعتباراً من 2013 تم التصديق عليها من قبل 15 دولة.

تنطبق الاتفاقية على القمر وأي جسم فضائي آخر داخل المجموعة الشمسية باستناء كوكب الأرض بما في ذلك المدارات والمسارات.

تنص الإتفاقية على أن القمر يجب أن يستخدم لمنفعة كل الدول والبشر في المجتمع الدولي. كما أنها تعبر عن الرغبة في تجنب أن يكون القمر محط نزاع دولي. ولتحقيق تلك الغايات، تنص الإتفاية على التالي:

  1. حظر أي شكل من الاستخدامات العسكرية، ويشمل ذلك تجربة الأسلحة، ونصب قواعد عسكرية.
  2. حظر النشاطات الاستكشافية للأجسام الفضائية من دون موافقة أو منفعة كل الدول المندرجة تحت المادة 11 والمتعلقة بالتراث المشترك للبشرية.
  3. كل الدول تملك حق متساو في إجراء الأبحاث على الأجسام الفضائية.
  4. أي عينة يُحصل عليها أثناء أعمال بحثية أو استكشافية، على الدولة التي حصلت عليها الأخذ بعين الاعتبار جعل جزء منها متاح لكل بقية الدول والمجتمعات العلمية للأغراض البحثية.
  5. يُحظر تغيير بيئة أي من الأجسام الفضائية وعلى الدول الراغبة في ذلك أخذ الاحتياطات اللازمة لتجنب تلوث عرضي.
  6. يُحظر على أي من الدول المطالبة بالسيادة على أي جسم فضائي.
  7. يُحظر على أي شخص أو منظمة تملك أية ممتلكات خارج كوكب الأرض، إلا في حال كانت تلك المنظمة دولية أو حكومية.
  8. استخلاص كل المصادر وتوزيعها يجب أن يتم بنظام دولي.

التأثير على البيئية

تم تخمين الأثر الإيجابي لتنقيب الكويكبات على أنه عامل تمكين لنقل الأنشطة الصناعية إلى الفضاء على سبيل المثال توليد الطاقة، كما تم إعداد تحليل كمي للفوائد البيئية المحتملة لتنقيب المياه والبلاتين في الفضاء، حيث يمكن أن تتحقق فوائد كبيرة محتملة، تبعاً لنسبة المواد المجموعة في الفضاء والكتلة التي تطلق إلى الفضاء.[49]

البعثات

القائمة والمخططة

  • Hayabusa2 -بعثة جاكسا لجمع عينات الكويكبات (وصلت إلى الهدف في عام 2018).
  • OSIRIS-REx -بعثة وكالة ناسا لجمع عينات الكويكبات (أُطلقت في أيلول/سبتمبر 2016).
  • Fobos-Grunt 2 -مقترح روسكوسموس لجمع عينات الكويكبات(بعثة إلى فوبوس) (إطلاق في 2024).
  • VIPER (rover) -المخطط للتنقيب عن الموارد القمرية في عام 2022.

المكتملة

البعثات الناجحة الأولى حسب البلد:

الدولة إطلاق المدار الهبوط Sample return
 أمريكا ICE (1985) NEAR (1997) NEAR (2001) ستارداست (2006)
 اليابان سويسيه (1986) هايابوسا (2005) هايابوسا (2005) هايابوسا (2010)
 الاتحاد الأوروبي ICE (1985) روزيتا (2014) روزيتا (2014)
 الاتحاد السوفييتي فيغا 1 (1986)
 الصين تشانغ آه-2 (2012)

مقالات ذات صلة

المراجع

  1. O'Leary, B. (1977-07-22). "Mining the Apollo and Amor Asteroids". Science (باللغة الإنجليزية). 197 (4301): 363–366. doi:10.1126/science.197.4301.363-a. ISSN 0036-8075.
  2. Alotaibi, Ghanim; et al. (2010). "Asteroid mining, Technologies Roadmap, and Applications". Strasbourg: International Space University. مؤرشف من الأصل في 4 نوفمبر 201609 ديسمبر 2016.
  3. Cohen, David (2007-05-23). "Earth's natural wealth: an audit". نيو ساينتست. مؤرشف من الأصل في 07 يونيو 2011 – عبر الأكاديمية الأسترالية للعلوم.
  4. "Phosphorus Solutions". web.mit.edu. مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 201921 يوليو 2019.
  5. "Zinc Depletion". www.roperld.com. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 201721 يوليو 2019.
  6. Reilly, Michael (June 2007). "The last place on earth to preserve a piece of Earth's original crust". New Scientist. 194 (2608): 38. doi:10.1016/S0262-4079(07)61508-5.
  7. "The Availability of Indium:The Present, Medium Term, and Long Term" ( كتاب إلكتروني PDF ). مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 31 ديسمبر 2019.
  8. BRIAN O'LEARY; MICHAEL J. GAFFEY; DAVID J. ROSS & ROBERT SALKELD (1979). "Retrieval of Asteroidal Materials". SPACE RESOURCES and SPACE SETTLEMENTS,1977 Summer Study at NASA Ames Research Center, Moffett Field, California. NASA. مؤرشف من الأصل في 24 مايو 2019.
  9. Lee Valentine (2002). "A Space Roadmap: Mine the Sky, Defend the Earth, Settle the Universe". Space Studies Institute. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 201919 سبتمبر 2011.
  10. Didier Massonnet; Benoît Meyssignac (2006). "A captured asteroid : Our David's stone for shielding earth and providing the cheapest extraterrestrial material". Acta Astronautica. 59 (1–5): 77–83. Bibcode:2006AcAau..59...77M. doi:10.1016/j.actaastro.2006.02.030.
  11. John Brophy; Fred Culick; Louis Friedman; et al. (12 April 2012). "Asteroid Retrieval Feasibility Study" ( كتاب إلكتروني PDF ). Keck Institute for Space Studies, California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 31 مايو 2017.
  12. جامعة تورنتو (2009-10-19). "Geologists Point To Outer Space As Source Of The Earth's Mineral Riches". ساينس ديلي. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2019.
  13. Brenan, James M.; McDonough, William F. (2009). "Core formation and metal–silicate fractionation of osmium and iridium from gold" ( كتاب إلكتروني PDF ). Nature Geoscience. 2 (11): 798–801. Bibcode:2009NatGe...2..798B. doi:10.1038/ngeo658. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 06 يوليو 2011.
  14. Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "The tungsten isotopic composition of the Earth's mantle before the terminal bombardment". Nature. 477 (7363): 195–198. Bibcode:2011Natur.477..195W. doi:10.1038/nature10399. PMID 21901010.
  15. Marchis, F.; et al. (2006). "A low density of 0.8 g/cm−3 for the Trojan binary asteroid 617 Patroclus". Nature. 439 (7076): 565–567. arXiv:. Bibcode:2006Natur.439..565M. doi:10.1038/nature04350. PMID 16452974.
  16. "Plans for asteroid mining emerge". BBC News. 24 April 2012. مؤرشف من الأصل في 31 ديسمبر 201924 أبريل 2012.
  17. Gardner, Charles A. (2011-04-18). "Tobacco and beaver pelts: the sustainable path". The Space Review. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2019.
  18. "Evidence of asteroid mining in our galaxy may lead to the discovery of extraterrestrial civilizations". Smithsonian Science. مؤسسة سميثسونيان. 2011-04-05. مؤرشف من الأصل في 08 أبريل 2011.
  19. Gilster, Paul (2011-03-29). "Asteroid Mining: A Marker for SETI?". www.centauri-dreams.org. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019.
  20. Marchis, Franck; Hestroffer, Daniel; Descamps, Pascal; Berthier, Jerome; Bouchez, Antonin H; Campbell, Randall D; Chin, Jason C. Y; van Dam, Marcos A; Hartman, Scott K; Johansson, Erik M; Lafon, Robert E; David Le Mignant; Imke de Pater; Stomski, Paul J; Summers, Doug M; Vachier, Frederic; Wizinovich, Peter L; Wong, Michael H (2011). "Extrasolar Asteroid Mining as Forensic Evidence for Extraterrestrial Intelligence". International Journal of Astrobiology. 10 (4): 307–313. arXiv:. doi:10.1017/S1473550411000127.
  21. This is the average amount; asteroids with much lower delta-v exist.
  22. Harris, Stephen (2013-04-16). "Your questions answered: asteroid mining". The Engineer. مؤرشف من الأصل في 6 سبتمبر 201516 أبريل 2013.
  23. Ross, Shane D. (2001-12-14). Near-Earth asteroid mining ( كتاب إلكتروني PDF ) (Report). معهد كاليفورنيا للتقنية. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 12 أكتوبر 2018.
  24. Gradie et al. pp. 316-335 in Asteroids II. edited by Richard P. Binzel, Tom Gehrels, and Mildred Shapley Matthews, Eds. University of Arizona Press, Tucson, 1989, ISBN
  25. "معلومات عن كويكب نوع-S على موقع britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2015.
  26. Mohan, Keerthi (2012-08-13). "New Class of Easily Retrievable Asteroids That Could Be Captured With Rocket Technology Found". International Business Times. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 201815 أغسطس 2012.
  27. Powell, Corey S. (2013-08-14). "Developing Early Warning Systems for Killer Asteroids". ديسكفر. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019.
  28. "The Sentinel Mission". B612 Foundation. مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 201219 سبتمبر 2012.
  29. Broad, William J. Vindication for Entrepreneurs Watching Sky: Yes, It Can Fall, نيويورك تايمز website, February 16, 2013 and in print on February 17, 2013, p. A1 of the New York edition. Retrieved June 27, 2014. نسخة محفوظة 16 نوفمبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  30. Wall, Mike (July 10, 2012). "Private Space Telescope Project Could Boost Asteroid Mining". Space.com. مؤرشف من الأصل في 28 مايو 201914 سبتمبر 2012.
  31. Durda, Daniel. "Mining Near-Earth Asteroids". nss.org. National Space Society. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 201817 مايو 2014.
  32. Crandall W.B.C.; et al. (2009). "Why Space, Recommendations to the Review of United States Human Space Flight Plans Committee" ( كتاب إلكتروني PDF ). NASA Document Server. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 4 يونيو 2017.
  33. CNBC (21 November 2013). "Precious metal hunters look to outer space". cnbc.com. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 201824 سبتمبر 2016.
  34. https://web.archive.org/web/20161025014353/http://deepspaceindustries.com/video/press/FBN_01-27-2013_18.39.36.mp4. مؤرشف من الأصل في 25 أكتوبر 2016.
  35. L. Wilson; K. Keil; S. J. Love (1999). "The internal structures and densities of asteroids". Meteoritics & Planetary Science. 34 (3): 479–483. Bibcode:1999M&PS...34..479W. doi:10.1111/j.1945-5100.1999.tb01355.x.
  36. William K. Hartmann (2000). "The Shape of Kleopatra". Science. 288 (5467): 820–821. doi:10.1126/science.288.5467.820.
  37. Zacny, Kris; Metzger, Phil; Luczek, Kathryn; Matovani, James; Mueller, Robert; Spring, Justin (2016). The World is Not Enough (WINE): Harvesting Local Resources for Eternal Exploration of Space. Long Beach, CA.
  38. Sommariva, A (28 Feb 2018). The Political Economy of the Space Age: How Science and Technology Shape the Evolution of Human Society. Vernon Press. صفحات 137–38.  .
  39. Kuck, David L. (1995). Faughnan, Barbara (المحرر). Exploitation of Space Oases. SPACE MANUFACTURING 10, PATHWAYS TO THE HIGH FRONTIER: Proceedings of the Twelfth SSI-Princeton Conference. صفحة 136. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2010.
  40. Jenniskens, Peter; Damer, Bruce; Norkus, Ryan; Pilorz, Stuart; Nott, Julian; Grigsby, Bryant; Adams, Constance; Blair, Brad R. (2015). "SHEPHERD: A Concept for Gentle Asteroid Retrieval with a Gas-Filled Enclosure". New Space. 3 (1): 36–43. Bibcode:2015NewSp...3...36J. doi:10.1089/space.2014.0024. ISSN 2168-0256.
  41. Jenniskens, P.; Damer, B.; Norkus, R.; Pilotz, S.; Grigsby, B.; Adams, C.; Blair, B. R. (2015). Recovering and Mining Asteroids with a Gas-Sealed Enclosure. Conference on Spacecraft Reconnaissance of Asteroid and Comet Interiors (باللغة الإنجليزية). 1829. Bibcode:2015LPICo1829.6039J. ISSN 0161-5297. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019.
  42. Lewis, John S. "Extraction of volatiles and metals from extraterrestrial materials." (1992). نسخة محفوظة 4 مايو 2017 على موقع واي باك مشين.
  43. Robert Freitas, William P. Gilbreath, المحرر (1982). Advanced Automation for Space Missions. NASA Conference Publication CP-2255 (N83-15348). مؤرشف من الأصل في 07 يونيو 2019.
  44. Metzger, Philip; Muscatello, Anthony; Mueller, Robert; Mantovani, James (January 2013). "Affordable, Rapid Bootstrapping of the Space Industry and Solar System Civilization". Journal of Aerospace Engineering (باللغة الإنجليزية). 26 (1): 18–29. arXiv:. doi:10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000236.
  45. Metzger, Philip (August 2016). "Space Development and Space Science Together, an Historic Opportunity". Space Policy (باللغة الإنجليزية). 37 (2): 77–91. arXiv:. doi:10.1016/j.spacepol.2016.08.004.
  46. "Welcome - Asteroid Mining Corporation". Asteroid Mining Corporation. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 201922 نوفمبر 2017.
  47. Webster, Ian. "Asteroid Database and Mining Rankings – Asterank". asterank.com. مؤرشف من الأصل في 11 فبراير 202011 أكتوبر 2019.
  48. Willams, Matt. "Who Wants to be a Trillionaire? Mission to Psyche Could Uncover Tons of Precious Metals! – Universe Today". universetoday.com. مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 201911 أكتوبر 2019.
  49. Hein, Andreas Makoto; Saidani, Michael; Tollu, Hortense (2018). Exploring Potential Environmental Benefits of Asteroid Mining. 69th International Astronautical Congress 2018. بريمن. arXiv:.

موسوعات ذات صلة :