Mineral zenginlikleri için asteroid madenciliği kavramı uzun zamandır bilim kurgunun temelini oluşturuyor, ancak bilimsel beklentiler gerçekçi ve özel firmalar zaten pastadan bir parça kapmak için hamle yapıyorlar. NASA bile bir gün rüyayı gerçeğe dönüştürebilecek konseptleri ve çalışan modelleri aktif olarak talep ediyor. 

Örneğin , 2019’da NASA Yenilikçi Gelişmiş Konseptler (NIAC) programı kapsamındaki Faz III çalışmalarına giren bir öneri olan Mini Bee’yi ele alalım . Plan, optik madencilik adı verilen bir teknik kullanarak bir asteroidden su buharı ve uçucu kimyasal bileşikler toplamaktır. Amaç, asteroidi kazmak ve hedef materyalleri uzay aracına bağlı bir muhafaza birimine toplamaktır. 

Bununla birlikte, daha küçük boyutları ve mineral yoğunlukları göz önüne alındığında, Dünya’ya yakın asteroitlere bir uzay aracı göndermek en ekonomik fikir değildir. Benzer bir notta, geri alma birimlerini daha uzaktaki daha büyük asteroitlere göndermek ve onlar ile Dünya arasında bir ulaşım zincirini sürdürmek de tam olarak ucuz olmayacaktır.

Bu, Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağına daha yakın erişim sağlayan Mars ve uyduların resme girdiği yerdir. Yakındaki asteroit kuşağımızdaki asteroitler büyük ve boldur; bu, Mars’ta veya doğal uyduları Phobos ve Deimos’ta bir üs kurulursa, onları çıkarmak daha kolay ve ekonomik olarak makul olacağı anlamına gelir. Kulağa fantastik gelebilir, ancak birkaç uzman sayıları araştırdı ve Mars tabanlı bir asteroit madenciliği üssünün asteroit madenciliği için en uygun strateji olacağını öne sürdü.

Asteroit madenciliği için engeller

Galaktik arka bahçemizde yüzen asteroitlerde trilyonlarca dolar değerinde metal var, ancak madencilik yapmak gerçekten kolay bir yol değil. İnsan uygarlığında, Dünya’nın doğal uydusunda henüz madencilik yapmaya başlamadığımız bir noktada, ticari düzeyde bir asteroit üzerinde sondaj yapmayı hayal etmek oldukça zorlayıcı geliyor. Ancak asteroit madenciliğine başlamak için gerekli teknolojiyle hazırlanmadan önce bile, bilim adamları ciddi planlama başlamadan önce bir dizi pratik engelin altını çizdiler.

2012 yılında Caltech’in Keck Uzay Araştırmaları Enstitüsü’ndeki insanlar tarafından gerçekleştirilen derinlemesine bir analize göre, madencilik için Dünya’nın yörüngesine yaklaşık 500 ton ağırlığındaki Dünya’ya yakın bir asteroidi yakalamak ve getirmek yaklaşık 2,6 milyar dolara mal olacak. İlk önemli zorluk, finansmanın ötesine geçen ve böyle bir girişimin birleşik teknik-ekonomik yönünü hesaba katan, uygulanabilir bir iş modeli bulmaktır. Örneğin, bir asteroidi yakalamak için yol boyunca çok gerçek başarısızlık olasılıkları göz önüne alındığında kaç uzay aracı gönderilmelidir?

Biri uzay aracı göndermek için sürü yaklaşımını kabul ederse, riskleri ortadan kaldırmak ve karı garanti etmek için tam olarak kaç tane gerekir? Hepsinin en büyük sorusu mülkiyetle ilgili. Herhangi bir insan grubu, uzayda yüzen bir nesne üzerinde karşılıklı olarak üzerinde anlaşmaya varılan bir tür madencilik iddiasına sahip olabilir mi? Bir şirket, Dünya’ya bağlı malzemeler için yürürlükte olan düzenlemelerin etrafından dolaşıp bir asteroit madenciliği yapabilir mi? Uzay ajansları arasında, aksi takdirde düşman olan ülkeler arasında bile bir anlaşma gerçekleştirilebilir mi?

Neden Mars yörüngesi?

Uzay görevleri için, fizibiliteyi incelemek için önemli bir parametre Delta-V’dir; burada delta, değişimin büyüklüğünü temsil eder ve V, uzay aracının hızını belirtir. Bir yüzeyden fırlatma veya üzerine iniş gibi belirli bir manevra yapma olasılığını ve yaklaşık yakıt gereksinimlerini incelemek için bir uzay aracının kütlesini hesaba katar. Planetary and Space Science’da yayınlanan bir makalede , Astrofizik Merkezi’nden (Harvard & Smithsonian) gökbilimciler, Dünya’ya yakın bir asteroide ulaşmak için Delta-V gereksiniminin, bir ana kuşak asteroidine ulaşırken saniyede yaklaşık 4 kilometre olduğunu belirlediler. saniyede yaklaşık 7 kilometre.

Makalede uzmanlar, daha düşük Delta-V gereksinimleri nedeniyle Mars’ın doğal uydularının yörüngesine yakın ve benzer bir yörüngeden bir uzay aracının konuşlandırılması durumunda Ana Kuşak asteroitlerini çıkarma görevinin önemli ölçüde daha düşük maliyetli olacağını öne sürüyorlar. . Python Asteroid Rendezvous Code (PARC) adı verilen uzmanlar tarafından geliştirilen bir sistem kullanılarak sonuçlara ulaşıldı.

Rakamlar, Mars çevresinde gezegen yüzeyinden yaklaşık 9,000 kilometre yükseklikte bir yörünge kullanmanın, enerji açısından verimli ve teknik olarak uygulanabilir olacağını gösteriyor. Madencilik için Phobos’unkine benzer bir yörünge hedeflenirse, Delta-V’nin yaklaşık 100.000 işaretli ana kuşak asteroitine ulaşması saniyede 4 kilometreden az olacaktır. Ek 340.000 asteroit için Delta-V gereksinimlerinin saniyede 5 kilometrenin altında olduğu bulundu.

Plan nedir?

Mars yörüngesinde yakıt ikmali, bakım ve hatta keşif görevleri gibi görevleri yerine getirebilecek bir altyapı kurulabilirse, madencilik asteroitleri için ideal bir yol olarak hizmet edecektir. Böyle bir yörünge tabanı, uzay aracının boyutunu ve kütlesini azaltmaya da yardımcı olacak ve bu da madencilik görevlerinin maliyetini daha da düşürmeye yardımcı olacaktır.

Ekip, “Phobos’un devasa cevher arıtma ekipmanı yerleştirmek için uygun bir yer olduğu” sonucuna vardı. Ayrıca, Mars’ın doğal uydusu, atalet platformu, yerçekimi ve belirli bir dereceye kadar radyasyona maruz kalmaktan korunma gibi birkaç fayda daha sunuyor. Örneğin, bir asteroidin yakınında yüzerken bunu yapmaya çalışmak yerine, Phobos’un yüzeyine yerleştirildiğinde, makinelerin asteroid materyaline kuvvet uygulaması daha kolay olacaktır. Mars’ın yörüngesinin eksantrik şekli, görevin Delta-V gereksinimlerinde çok ihtiyaç duyulan bir azalmayı da sunuyor.

Madencilik operasyonları kurulduktan sonra, araştırma ve keşif için Mars yüzeyine daha kolay ve daha düzenli erişim de sağlayacaklar. Phobos’ta bir üs olsaydı, uzay ajansları, Dünya ile Mars arasında belirlenmiş bir iniş yeri ve operasyon üssüne sahip olacaklardı ve bu da, Mars’a yapılan sonraki her görevin maliyetini büyük ölçüde azaltacaktı. Her seferinde mağaracılık yapmak istediğinizde aracınızı evden sürmek yerine bir altın madeninin yanına bir ev inşa etmek gibi olurdu. 

Mars uyduları neden anahtardır?

1988’de Acta Astronautica’da yayınlanan “Asteroid madenciliği ve Mars’ın uyduları” başlıklı bir başka makale , gezegene yakın asteroit madenciliğinin önemini ve doğal uydularının – Phobos ve Deimos – nasıl kritik bir rol oynadığını vurguluyor. Bu uydulardan birine bir üs kurmanın temel faydalarının altını çizen makale, “düşük ağırlıkları nedeniyle, Mars ve Ay’da olduğu gibi yakıt tüketen yumuşak inişlere veya patlamalara gerek olmadığını” belirtiyor.

Bu uydulardan birine üs kurmanın bir başka avantajı, potansiyel olarak kritik kaynaklara sahip olmalarıdır. Bir araştırma turuna göre  , bu cisimlerin %20’sine kadarı gevşek bağlı su olabilirken, bir başkası  bunun %10 civarında olduğunu tahmin ediyor. Tam konsantrasyondan bağımsız olarak, bu su, yakıt ikmali görevleri ve yaşam destek sistemlerini sürdürmek için hasat edilebilir.

Phobos ve Deimos’un yüzeyinden keşif gezicileri göndermek ve uzaktan kontrol etmek, Dünya’daki bir baz istasyonundan bir keşif aracını konuşlandırmak ve çalıştırmaktan daha kolay olurdu. Makale, Dünya dışındaki madencilik kaynakları bağlamında, Phobos ve Deimos’un “uzayda patlayıcı bir insan rönesansını” katalize edeceğini ve yukarıda belirtilen adımları atmak için gerekli tüm bilimsel, ekonomik ve teknolojik gerekçeleri yerine getirdiğini belirtiyor.

Asteroit madenciliğinden Mars’a yerleşmeye

Mars yüzeyini keşfetmekle birlikte gelen çok sayıda engel var. Teknik zorluklardan finansman sorunlarına kadar, bilim adamlarının NASA’nın Artemis misyonunun Mars’a mürettebatlı bir misyon bile hedefleyebilmesinden önce göz önünde bulundurması gereken birçok engel var . Zaten Mars’a yakın bir yörünge üssü varsa veya madencilik operasyonlarını destekleyen insan faaliyetleri ile doğal uydularından biri üzerine kurulmuşsa, Mars keşif operasyonlarını başlatmak çok daha kolay hale geliyor.

Phobos’taki yerçekimi ortamı, teorik olarak , mikro yerçekiminde meydana gelen kemik kütlesi kaybı gibi sağlık etkilerinden bir miktar rahatlama sağlayacaktır. Mars uydusu üzerine kurulan istasyonlar, hızlandırılmış yaşlanma gibi diğer olumsuz etkilerden kurtulmaya da yardımcı olabilir . Keşif zorlukları ele alındıktan sonra, yerleşim hedefleri tebeşirlenebilir.

Mars yüzeyini dünya haline getirmek veya sürdürülebilir bir atmosfer yaratmak için manyetik bir kalkan dikmek gibi diğer iddialı planları uygulamak gibi hedefler, meyvelerini vermeye daha on yıllar alabilir. Kaynakları Mars’taki görevlerde kullanılmadan önce Phobos’taki yerleşik bir üsse taşımak planları hızlandırabilir. Gelecekteki çok çeşitli görevlerin devam etmesi için yalnızca tek bir büyük misyonun çabalarını alabilir.