Wydobycie asteroid może być rzeczywiście lepsze dla środowiska

Dla pewnego rodzaju inwestora wydobycie asteroid jest drogą do niezliczonych bogactw. Astronomowie od dawna wiedzą, że asteroidy są bogate w rzadko spotykane zasoby, takie jak platyna i woda. Tak więc oczywistym pomysłem jest wydobycie tego materiału i zwrócenie go na Ziemię – lub, w przypadku wody, na bazę księżycową lub stację kosmiczną krążącą wokół Ziemi.

Zainteresowania tymi przedsięwzięciami nie brakuje. W ciągu ostatniej dekady inwestorzy ufundowali pół tuzina firm, które skupiły się na różnych okolicznych skałach. Dla wielu obserwatorów to tylko kwestia czasu, zanim taka misja dostanie zielone światło.

Ale marże zysku to tylko część obrazu. Potencjalnie bardziej znaczącym aspektem tych misji jest wpływ, jaki będą miały na środowisko Ziemi. Nikt jednak nie ocenił szczegółowo tego wpływu na środowisko.

Dziś to się zmienia dzięki pracy Andreasa Heina i współpracowników z Uniwersytetu Paris-Saclay we Francji. Ci faceci obliczyli emisje gazów cieplarnianych z operacji wydobycia asteroid i porównali je z emisjami z podobnych działań na Ziemi. Ich wyniki dostarczają zaskakującego wglądu w korzyści, jakie może zapewnić wydobywanie asteroid.

Obliczenia są stosunkowo proste. Wystrzeliwane rakiety uwalniają do atmosfery znaczne ilości gazów cieplarnianych. Paliwo na pokładzie pierwszego stopnia rakiety spala się w ziemskiej atmosferze, tworząc dwutlenek węgla. W przypadku rakiet spalających naftę jeden kilogram paliwa tworzy trzy kilogramy CO2. (Drugi i trzeci etap działają poza ziemską atmosferą i dlatego można je zignorować.)

Ponowne wpisy są równie szkodliwe. Dzieje się tak, ponieważ znaczna masa powracającego pojazdu ulega ablacji w górnej atmosferze, wytwarzając NOx, takie jak podtlenek azotu (N2O), gaz cieplarniany około 300 razy silniejszy niż CO2. Według niektórych szacunków wahadłowiec kosmiczny uwalniał około 20% swojej masy w postaci N2O za każdym razem, gdy wracał na Ziemię.

Hein i spółka wykorzystują te liczby, aby obliczyć, że kilogram platyny wydobytej z asteroidy uwolniłby około 150 kilogramów CO2 do ziemskiej atmosfery. Jednak ekonomia skali z dużych operacji wydobycia asteroid może obniżyć ten poziom do około 60 kilogramów CO2 na kilogram platyny.

Należy to porównać z emisją z górnictwa na Ziemi. Tutaj wydobycie platyny generuje znaczne gazy cieplarniane, głównie z energii potrzebnej do usunięcia tego materiału z ziemi.

Rzeczywiście, liczby są ogromne. Przemysł wydobywczy szacuje, że produkcja jednego kilograma platyny na Ziemi uwalnia około 40 000 kilogramów dwutlenku węgla. Globalne ocieplenie spowodowane przez górnictwo na Ziemi jest o kilka rzędów wielkości większe, powiedzmy Hein i spółka.

Zachęcają też liczby dotyczące wody. W tym przypadku autorzy obliczają emisje gazów cieplarnianych z operacji wydobycia asteroid, która zwraca wodę w dowolne miejsce orbity Księżyca, tzw. orbitę cis-księżycową. Porównują to do emisji z wysyłania tej samej objętości wody z Ziemi na orbitę.

Duża różnica polega na tym, że pojazd wodny z Ziemi może przetransportować tylko niewielki procent swojej masy w postaci wody. Jednak statek kosmiczny wydobywający asteroidy może przetransportować znaczną wielokrotność swojej masy w postaci wody na orbitę cis-księżycową. Można osiągnąć znaczne oszczędności w emisji gazów cieplarnianych, mówią Hein i spółka.

Ta interesująca praca powinna pomóc skoncentrować umysły na wpływie górnictwa na środowisko, którego profil gwałtownie rośnie. Ale to dopiero pierwszy krok. Liczby są tutaj bardzo niepewne, więc trzeba je lepiej zrozumieć.

W końcu trzeba będzie również wziąć pod uwagę inne czynniki. Przemysł wydobywczy związany z Ziemią mógłby stać się bardziej przyjazny dla środowiska dzięki wykorzystaniu energii odnawialnej zamiast spalania węgla do wytwarzania energii (jak ma to miejsce w Afryce Południowej). Start rakiety może również stać się bardziej ekologiczny, jeśli opracowane zostaną bardziej przyjazne dla środowiska paliwa. Obie te rzeczy zmieniłyby liczby.

Są też emisje, których ta analiza nie uwzględnia. Na przykład nie obejmuje emisji pochodzących z kontroli misji na Ziemi ani z budowy wyrzutni. Do tego dochodzą trwałe skutki startów rakiet na warstwę ozonową, które również należy wziąć pod uwagę.

Jest więc więcej pracy do zrobienia. Ale Hein i spółka zrobili pierwszy znaczący krok w kierunku realistycznych ocen cyklu życia środowiska dla wydobycia asteroid, zadania, które z pewnością stanie się bardziej naglące, gdy ta branża dojrzeje.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1810.04749 : Odkrywanie potencjalnych korzyści środowiskowych wydobycia asteroid

ukryć