Minería de asteroides - Asteroid mining

Concepto artístico de la minería de asteroides
433 Eros es un asteroide pedregoso en una órbita cercana a la Tierra

La minería de asteroides es la explotación hipotética de materiales de asteroides y otros planetas menores , incluidos los objetos cercanos a la Tierra .

Las dificultades incluyen el alto costo de los vuelos espaciales, la identificación poco confiable de asteroides que son adecuados para la minería y más desafíos de extracción. Por lo tanto, la minería terrestre sigue siendo el único medio de adquisición de minerales en bruto que se utiliza en la actualidad.

La investigación realizada por misiones de investigación de retorno de muestras de asteroides , como Hayabusa y Hayabusa2 completadas y OSIRIS-REx en curso , proporciona datos que posiblemente podrían permitir un estudio de la futura extracción de asteroides, aunque este no fue el enfoque principal de estas misiones. Estas misiones son esfuerzos complejos y devuelven una pequeña cantidad de material (<1 mg de Hayabusa, 0,1 g de Hayabusa2, 60 g de OSIRIS-REx planificado) para el tamaño y los gastos del proyecto ($ 300 millones de Hayabusa2, $ 800 millones- $ 1,160 millones de OSIRIS-REx ), aunque estas pequeñas muestras son suficientes para que los investigadores las estudien y analicen. Existen importantes obstáculos técnicos en el camino de la posible extracción de asteroides. La minería de asteroides cambió a un objetivo a largo plazo más distante y algunas empresas de 'minería de asteroides' se han orientado hacia una tecnología de propulsión de uso más general.

Minerales en el espacio

A medida que el agotamiento de los recursos en la Tierra se vuelve más real, la idea de extraer elementos valiosos de los asteroides y devolverlos a la Tierra con fines de lucro, o utilizar recursos espaciales para construir satélites de energía solar y hábitats espaciales , se vuelve más atractiva. Hipotéticamente, el agua procesada a partir del hielo podría repostar en los depósitos de propulsantes en órbita .

Aunque los asteroides y la Tierra se acumularon a partir de los mismos materiales iniciales, la gravedad relativamente más fuerte de la Tierra atrajo todos los elementos siderófilos pesados (amantes del hierro) hacia su núcleo durante su juventud fundida hace más de cuatro mil millones de años. Esto dejó a la corteza sin elementos tan valiosos hasta que una lluvia de impactos de asteroides reinfundió la corteza empobrecida con metales como oro , cobalto , hierro , manganeso , molibdeno , níquel , osmio , paladio , platino , renio , rodio , rutenio y tungsteno ( cierto flujo desde el núcleo a la superficie ocurre, por ejemplo, en el Complejo Ígneo Bushveld , una famosa fuente rica en metales del grupo del platino). Hoy en día, estos metales se extraen de la corteza terrestre y son esenciales para el progreso económico y tecnológico. Por lo tanto, la historia geológica de la Tierra puede preparar el escenario para el futuro de la minería de asteroides.

En 2006, el Observatorio Keck anunció que el troyano binario de Júpiter 617 Patroclus , y posiblemente un gran número de otros troyanos de Júpiter, probablemente sean cometas extintos y consisten principalmente en hielo de agua. De manera similar, los cometas de la familia de Júpiter, y posiblemente los asteroides cercanos a la Tierra que son cometas extintos, también podrían proporcionar agua. El proceso de utilización de recursos in situ —utilizando materiales nativos del espacio para propulsores, gestión térmica, tanques, blindaje contra la radiación y otros componentes de gran masa de la infraestructura espacial— podría conducir a reducciones radicales en su costo. Aunque se desconoce si estas reducciones de costos podrían lograrse y, si se logran, compensarían la enorme inversión en infraestructura requerida.

El hielo satisfaría una de las dos condiciones necesarias para permitir la "expansión humana en el Sistema Solar" (el objetivo final para los vuelos espaciales tripulados propuesto por el Comité de Revisión de Planes de Vuelo Espacial Humano de los Estados Unidos de la "Comisión Agustín" de 2009 ): sostenibilidad física y sostenibilidad económica .

Desde la perspectiva astrobiológica , la prospección de asteroides podría proporcionar datos científicos para la búsqueda de inteligencia extraterrestre ( SETI ). Algunos astrofísicos han sugerido que si las civilizaciones extraterrestres avanzadas emplearan la minería de asteroides hace mucho tiempo, las características distintivas de estas actividades podrían ser detectables.

Selección de asteroides

Comparación de los requisitos delta-v para transferencias estándar de Hohmann
Misión Δ v
Superficie de la tierra a LEO 8,0 km / s
LEO al asteroide cercano a la Tierra 5,5 km / s
LEO a la superficie lunar 6,3 km / s
LEO a las lunas de Marte 8,0 km / s

Un factor importante a considerar en la selección del objetivo es la economía orbital, en particular el cambio en la velocidad ( Δ v ) y el tiempo de viaje hacia y desde el objetivo. Más del material nativo extraído debe gastarse como propelente en mayores delta v trayectorias, por tanto, menos devuelve como carga útil. Las trayectorias directas de Hohmann son más rápidas que las trayectorias de Hohmann asistidas por sobrevuelos planetarios y / o lunares, que a su vez son más rápidos que los de la Red de Transporte Interplanetario , pero la reducción en el tiempo de transferencia se produce a costa de mayores requisitos de Δ v .

La subclase de objetos fácilmente recuperables (ERO) de asteroides cercanos a la Tierra se considera candidatos probables para la actividad minera temprana. Su bajo Δ v los hace adecuados para su uso en la extracción de materiales de construcción para instalaciones espaciales cercanas a la Tierra, lo que reduce en gran medida el costo económico de transportar suministros a la órbita terrestre.

La tabla anterior muestra una comparación de los requisitos de Δ v para varias misiones. En términos de requisitos de energía de propulsión, una misión a un asteroide cercano a la Tierra se compara favorablemente con misiones mineras alternativas.

Un ejemplo de un objetivo potencial para una expedición minera de asteroides temprana es 4660 Nereus , que se espera que sea principalmente enstatita . Este cuerpo tiene un Δ v muy bajo en comparación con el levantamiento de materiales desde la superficie de la Luna. Sin embargo, se necesitaría un viaje de ida y vuelta mucho más largo para devolver el material.

Se han identificado múltiples tipos de asteroides, pero los tres tipos principales incluirían los asteroides tipo C, tipo S y tipo M:

  1. Los asteroides de tipo C tienen una gran abundancia de agua que actualmente no se usa para la minería, pero que podría usarse en un esfuerzo de exploración más allá del asteroide. Los costos de la misión podrían reducirse utilizando el agua disponible del asteroide. Los asteroides de tipo C también tienen una gran cantidad de carbono orgánico , fósforo y otros ingredientes clave para fertilizantes que podrían usarse para cultivar alimentos.
  2. Los asteroides de tipo S transportan poca agua pero son más atractivos porque contienen numerosos metales, incluidos níquel, cobalto y metales más valiosos, como oro, platino y rodio. Un pequeño asteroide tipo S de 10 metros contiene aproximadamente 650.000 kg (1.433.000 libras) de metal con 50 kg (110 libras) en forma de metales raros como el platino y el oro.
  3. Los asteroides de tipo M son raros pero contienen hasta 10 veces más metal que los de tipo S

En 2013, un grupo de investigadores identificó una clase de objetos fácilmente recuperables (ERO). Doce asteroides formaron el grupo inicialmente identificado, todos los cuales podrían potencialmente ser minados con la tecnología de cohetes actual. De los 9.000 asteroides buscados en la base de datos de NEO , estos doce podrían colocarse en una órbita accesible desde la Tierra cambiando su velocidad en menos de 500 metros por segundo (1.800 km / h; 1.100 mph). La docena de asteroides varían en tamaño de 2 a 20 metros (10 a 70 pies).

Catalogación de asteroides

La Fundación B612 es una fundación privada sin fines de lucro con sede en los Estados Unidos, dedicada a proteger la Tierra de los impactos de asteroides . Como organización no gubernamental , ha llevado a cabo dos líneas de investigación relacionadas para ayudar a detectar asteroides que algún día podrían golpear la Tierra y encontrar los medios tecnológicos para desviar su camino y evitar tales colisiones.

El objetivo de la fundación en 2013 era diseñar y construir un telescopio espacial de búsqueda de asteroides con financiación privada , Sentinel , con la esperanza de lanzarlo en 2013 en 2017-2018. El telescopio infrarrojo del Sentinel, una vez estacionado en una órbita similar a la de Venus , está diseñado para ayudar a identificar asteroides amenazadores al catalogar el 90% de aquellos con diámetros mayores a 140 metros (460 pies), así como inspeccionar objetos más pequeños del Sistema Solar.

Los datos recopilados por Sentinel estaban destinados a ser proporcionados a través de una red de intercambio de datos científicos existente que incluye a la NASA e instituciones académicas como el Minor Planet Center en Cambridge, Massachusetts . Dada la precisión telescópica del satélite, los datos de Sentinel pueden resultar valiosos para otras posibles misiones futuras, como la minería de asteroides.

Consideraciones mineras

Hay cuatro opciones para la minería:

  1. Fabricación en el espacio (ISM) , que puede habilitarse mediante la biominería .
  2. Lleve el material asteroidal crudo a la Tierra para su uso.
  3. Procéselo en el sitio para traer solo materiales procesados ​​y tal vez producir propulsor para el viaje de regreso.
  4. Transporte el asteroide a una órbita segura alrededor de la Luna o la Tierra o hacia la ISS. Hipotéticamente, esto puede permitir que la mayoría de los materiales se utilicen y no se desperdicien.

El procesamiento in situ con el fin de extraer minerales de alto valor reducirá los requisitos de energía para transportar los materiales, aunque las instalaciones de procesamiento primero deben transportarse al sitio de la mina. La minería in situ implicará perforar pozos e inyectar fluido / gas caliente y permitir que el material útil reaccione o se derrita con el disolvente y extraiga el soluto. Debido a los campos gravitacionales débiles de los asteroides, cualquier actividad, como la perforación, provocará grandes perturbaciones y formará nubes de polvo. Estos pueden estar confinados por algún domo o barrera de burbujas. De lo contrario, se podría prever algún medio para disipar rápidamente el polvo.

Las operaciones mineras requieren equipos especiales para manejar la extracción y procesamiento de minerales en el espacio exterior. La maquinaria deberá estar anclada al cuerpo, pero una vez en su lugar, el mineral se puede mover más fácilmente debido a la falta de gravedad. Sin embargo, actualmente no existen técnicas para refinar el mineral en gravedad cero. El atraque con un asteroide podría realizarse mediante un proceso similar a un arpón, en el que un proyectil penetraría en la superficie para servir como ancla; luego se usaría un cable adjunto para llevar el vehículo a la superficie, si el asteroide es lo suficientemente penetrable como rígido para que un arpón sea efectivo.

Debido a la distancia de la Tierra a un asteroide seleccionado para la minería, el tiempo de ida y vuelta para las comunicaciones será de varios minutos o más, excepto durante los acercamientos ocasionales a la Tierra por asteroides cercanos a la Tierra. Por lo tanto, cualquier equipo de minería deberá estar altamente automatizado o se necesitará una presencia humana cerca. Los seres humanos también serían útiles para solucionar problemas y para el mantenimiento del equipo. Por otro lado, los retrasos en las comunicaciones de varios minutos no han impedido el éxito de la exploración robótica de Marte , y los sistemas automatizados serían mucho menos costosos de construir e implementar.

Técnicas de extracción

Minería de superficie

En algunos tipos de asteroides, el material puede rasparse de la superficie con una pala o barrena , o para piezas más grandes, un "agarre activo". Existe una fuerte evidencia de que muchos asteroides consisten en montones de escombros, lo que potencialmente hace que este enfoque no sea práctico.

Minería de pozos

Se puede cavar una mina en el asteroide y extraer el material a través del pozo. Esto requiere un conocimiento preciso para diseñar la precisión de la astro-ubicación debajo del regolito de superficie y un sistema de transporte para llevar el mineral deseado a la instalación de procesamiento.

Rastrillos magnéticos

Los asteroides con un alto contenido de metales pueden estar cubiertos de granos sueltos que se pueden recolectar por medio de un imán.

Calefacción

Para los asteroides como las condritas carbonáceas que contienen minerales hidratados, el agua y otros volátiles se pueden extraer simplemente por calentamiento. Una prueba de extracción de agua realizada en 2016 por Honeybee Robotics utilizó un simulante de regolito de asteroides desarrollado por Deep Space Industries y la Universidad de Florida Central para igualar la mineralogía a granel de un meteorito carbonoso en particular. Aunque el simulante estaba físicamente seco (es decir, no contenía moléculas de agua adsorbidas en la matriz del material rocoso), el calentamiento a aproximadamente 510 ° C liberó hidroxilo , que salió como cantidades sustanciales de vapor de agua de la estructura molecular de las arcillas de filosilicato y compuestos de azufre . El vapor se condensó en agua líquida llenando los contenedores de recolección, demostrando la viabilidad de extraer agua de ciertas clases de asteroides físicamente secos.

En el caso de los materiales volátiles de los cometas extintos, se puede utilizar calor para fundir y vaporizar la matriz.

Proceso Mond

El níquel y el hierro de un asteroide rico en hierro podrían extraerse mediante el proceso Mond . Se trata de pasar monóxido de carbono sobre el asteroide a una temperatura entre 50 y 60 ° C para el níquel, más alta para el hierro, y con altas presiones y encerrada en materiales resistentes a los carbonilos corrosivos. Esto forma los gases níquel tetracarbonilo y hierro pentacarbonilo ; luego, el níquel y el hierro pueden eliminarse del gas nuevamente a temperaturas más altas, y dejar platino, oro, etc. como residuo.

Máquinas autorreplicantes

Un estudio de 1980 de la NASA titulado Automatización avanzada para misiones espaciales propuso una compleja fábrica automatizada en la Luna que funcionaría durante varios años para construir el 80% de una copia de sí misma, el otro 20% se importó de la Tierra ya que esas partes más complejas (como la computadora chips) requeriría una cadena de suministro mucho más grande para producir. El crecimiento exponencial de las fábricas durante muchos años podría refinar grandes cantidades de regolito lunar (o asteroide) . Desde 1980 ha habido un gran progreso en la miniaturización , la nanotecnología , la ciencia de los materiales y la fabricación aditiva , por lo que puede ser posible lograr el 100% de "cierre" con una masa razonablemente pequeña de hardware, aunque estos avances tecnológicos están habilitados en la Tierra por la expansión. de la cadena de suministro, por lo que necesita más estudio. Un estudio de la NASA en 2012 propuso un enfoque de "arranque" para establecer una cadena de suministro en el espacio con un cierre del 100%, lo que sugiere que podría lograrse en solo dos o cuatro décadas con un costo anual bajo.

Un estudio en 2016 afirmó nuevamente que es posible completarlo en solo unas pocas décadas debido a los avances continuos en robótica, y argumentó que proporcionará beneficios a la Tierra, incluido el crecimiento económico, la protección ambiental y la provisión de energía limpia, al tiempo que proporcionará a la humanidad. protección contra amenazas existenciales.

Proyectos mineros fallidos

El 24 de abril de 2012, empresarios multimillonarios anunciaron un plan para extraer asteroides para obtener sus recursos. La compañía se llamó Planetary Resources y sus fundadores incluyen a los empresarios aeroespaciales Eric Anderson y Peter Diamandis . Los asesores incluyeron al director de cine y explorador James Cameron y los inversores incluyeron al director ejecutivo de Google, Larry Page . Su presidente ejecutivo fue Eric Schmidt . Planearon crear un depósito de combustible en el espacio para 2020 utilizando agua de asteroides, dividiéndola en oxígeno líquido e hidrógeno líquido como combustible para cohetes . Desde allí, podría enviarse a la órbita terrestre para repostar satélites comerciales o naves espaciales. En 2020, el esquema se canceló y todos los activos de hardware se subastaron.

La tecnología de telescopios fue propuesta por Planetary Resources para localizar y recolectar estos asteroides y ha dado como resultado los planes para tres tipos diferentes de satélites:

  1. Arkyd Series 100 (el telescopio espacial Leo) es un instrumento menos costoso que se utilizará para encontrar, analizar y ver qué recursos están disponibles en los asteroides cercanos.
  2. Arkyd Series 200 (el Interceptor) Satélite que aterrizaría en el asteroide para obtener un análisis más detallado de los recursos disponibles.
  3. Satélite Arkyd Series 300 (Rendezvous Prospector) desarrollado para investigar y encontrar recursos en las profundidades del espacio.

En 2018, se abandonaron todos los planes públicos para la tecnología del telescopio espacial Arkyd y se adquirieron los activos de Planetary Resources ConsenSys, una empresa de blockchain sin objetivos de cara al espacio público.

Proyectos mineros propuestos

Otra empresa similar, llamada Deep Space Industries , fue iniciada en 2013 por David Gump, quien había fundado otras empresas espaciales. En ese momento, la compañía esperaba comenzar a buscar asteroides aptos para la minería en 2015 y devolver muestras de asteroides a la Tierra en 2016. Deep Space Industries planeó comenzar a extraer asteroides para 2023.

En ISDC-San Diego 2013, Kepler Energy and Space Engineering (KESE, llc) también anunció que iba a extraer asteroides, utilizando un enfoque más simple y directo: KESE planea utilizar casi exclusivamente las tecnologías de guía, navegación y anclaje existentes de la mayoría de las exitosas misiones como Rosetta / Philae , Dawn y Hayabusa , y las herramientas actuales de transferencia de tecnología de la NASA para construir y enviar un sistema de minería automatizado (AMS) de 4 módulos a un pequeño asteroide con una herramienta de excavación simple para recolectar ≈40 toneladas de regolito de asteroides y devolver cada uno de los cuatro módulos de retorno a la órbita terrestre baja (LEO) a finales de la década. Se espera que los asteroides pequeños sean montones sueltos de escombros, lo que facilita su extracción.

En septiembre de 2012, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC) anunció el proyecto Robotic Asteroid Prospector , que examinará y evaluará la viabilidad de la minería de asteroides en términos de medios, métodos y sistemas.

A partir de 2020 (también con el apoyo de NIAC), Deep Space Industries está desarrollando tecnología . La NASA está financiando en parte los esfuerzos de planificación y desarrollo para examinar, muestrear y recolectar asteroides. Estos planes involucran tres familias propuestas de naves espaciales:

  1. Los FireFlies son trillizos de naves espaciales casi idénticas en forma de CubeSat lanzadas a diferentes asteroides para encontrarlos y examinarlos.
  2. Los DragonFlies también se lanzan en oleadas de tres naves espaciales casi idénticas para recolectar pequeñas muestras (5-10 kg) y devolverlas a la Tierra para su análisis.
  3. Los recolectores viajan a los asteroides para recolectar cientos de toneladas de material para regresar a la órbita terrestre alta para su procesamiento.

TransAstra Corporation está desarrollando tecnología para localizar y recolectar asteroides con la familia de naves espaciales Apis, que comprende tres clases de sistemas de vuelo:

  1. Mini Bee es un vehículo de demostración de tecnología experimental diseñado para mostrar el enfoque patentado de la compañía para la minería de asteroides utilizando energía solar concentrada conocida como minería óptica.
  2. Honey Bee es una nave espacial de tamaño mediano diseñada para utilizar tecnología de minería óptica para recolectar asteroides de hasta 10 metros de diámetro promedio.
  3. Queen Bee es la nave espacial más grande de la familia Apis, una evolución de Honey Bee que se escala para permitir la captura y extracción de asteroides de hasta 40 metros de diámetro promedio.

Objetivos potenciales

Según la base de datos Asterank, los siguientes asteroides se consideran los mejores objetivos para la minería si se quiere lograr la máxima rentabilidad (última actualización en diciembre de 2018):

Asteroide Est. Valor (miles de millones de dólares estadounidenses) Est. Beneficio (miles de millones de $ EE.UU.) Composición
Ryugu 83 30 4.663 Níquel, hierro, cobalto, agua, nitrógeno, hidrógeno, amoníaco
1989 ML 14 4 4.889 Níquel, hierro, cobalto
Nereo 5 1 4.987 Níquel, hierro, cobalto
Bennu 0,7 0,2 5.096 Hierro, hidrógeno, amoniaco, nitrógeno
Didymos 62 dieciséis 5.162 Níquel, hierro, cobalto
2011 UW158 7 2 5.189 Platino, níquel, hierro, cobalto
Anteros 5.570 1250 5.440 Silicato de magnesio, aluminio, silicato de hierro
2001 CC21 147 30 5.636 Silicato de magnesio, aluminio, silicato de hierro
1992 TC 84 17 5.648 Níquel, hierro, cobalto
2001 SG10 3 0,5 5.880 Níquel, hierro, cobalto
Psique 27,67 1,78 - Níquel, hierro, cobalto, oro

A mayor escala, Ceres se considera una posibilidad. Como el cuerpo más grande en el cinturón de asteroides, Ceres podría convertirse en la base principal y el centro de transporte para la futura infraestructura minera de asteroides, permitiendo que los recursos minerales se transporten a Marte , la Luna y la Tierra. Debido a su pequeña velocidad de escape combinada con grandes cantidades de hielo de agua, también podría servir como fuente de agua, combustible y oxígeno para los barcos que atraviesan y más allá del cinturón de asteroides. El transporte desde Marte o la Luna a Ceres sería incluso más eficiente energéticamente que el transporte desde la Tierra a la Luna.

Ciencias económicas

Actualmente, la calidad del mineral y el consiguiente costo y la masa del equipo requerido para extraerlo son desconocidos y solo se pueden especular. Algunos análisis económicos indican que el costo de devolver los materiales de los asteroides a la Tierra supera con creces su valor de mercado, y que la minería de asteroides no atraerá la inversión privada a los precios actuales de los productos básicos y los costos de transporte espacial. Otros estudios sugieren grandes ganancias mediante el uso de energía solar . Se pueden identificar los mercados potenciales para los materiales y generar ganancias si se reducen los costos de extracción. Por ejemplo, la entrega de varias toneladas de agua a la órbita terrestre baja para la preparación de combustible de cohetes para el turismo espacial podría generar una ganancia significativa si el turismo espacial en sí resulta rentable.

En 1997 se especuló que un asteroide metálico relativamente pequeño con un diámetro de 1,6 km (1 mi) contiene más de 20 billones de dólares en metales industriales y preciosos. Un asteroide de tipo M comparativamente pequeño con un diámetro medio de 1 km (0,62 millas) podría contener más de dos mil millones de toneladas métricas de mineral de hierro y níquel , o dos o tres veces la producción mundial de 2004. Se cree que el asteroide 16 Psyche Contiene1,7 × 10 19  kg de níquel-hierro, que podría suplir las necesidades de producción mundial durante varios millones de años. Una pequeña parte del material extraído también serían metales preciosos.

No todos los materiales extraídos de los asteroides serían rentables, especialmente para el posible retorno de cantidades económicas de material a la Tierra. Para un posible retorno a la Tierra, el platino se considera muy raro en las formaciones geológicas terrestres y, por lo tanto, vale la pena traer alguna cantidad para uso terrestre. El níquel, por otro lado, es bastante abundante y se extrae en muchas ubicaciones terrestres, por lo que el alto costo de la extracción de asteroides puede no hacerlo económicamente viable.

Aunque Planetary Resources indicó en 2012 que el platino de un asteroide de 30 metros de largo (98 pies) podría valer entre 25 y 50 mil millones de dólares, un economista comentó que cualquier fuente externa de metales preciosos podría reducir los precios lo suficiente como para condenar la empresa rápidamente. aumentando la oferta disponible de tales metales.

El desarrollo de una infraestructura para alterar las órbitas de los asteroides podría ofrecer un gran retorno de la inversión .

Escasez

La escasez es un problema económico fundamental de los seres humanos que tienen aparentemente ilimitado deseos en un mundo de limitados recursos . Dado que los recursos de la Tierra son finitos, la abundancia relativa de mineral de asteroides le da a la minería de asteroides el potencial de proporcionar recursos casi ilimitados, lo que esencialmente eliminaría la escasez de esos materiales.

La idea de agotar los recursos no es nueva. En 1798, escribió Thomas Malthus , debido a que los recursos son en última instancia limitados, el crecimiento exponencial de una población daría lugar a caídas en el ingreso per cápita hasta que la pobreza y el hambre resultarían como un factor restrictivo de la población. Malthus postuló estoHace 223 años, y aún no ha surgido ninguna señal del efecto Malthus con respecto a las materias primas.

  • Las reservas probadas son depósitos de recursos minerales que ya se han descubierto y se sabe que son económicamente extraíbles en la demanda, el precio y otras condiciones económicas y tecnológicas presentes o similares.
  • Las reservas condicionales son depósitos descubiertos que aún no son económicamente viables.
  • Las reservas indicadas son depósitos medidos con menor intensidad cuyos datos se derivan de estudios y proyecciones geológicas. Las reservas hipotéticas y los recursos especulativos componen este grupo de reservas.
  • Las reservas inferidas son depósitos que han sido localizados pero aún no explotados.

El desarrollo continuo de las técnicas y la tecnología de minería de asteroides ayudará a aumentar los descubrimientos de minerales. A medida que aumenta el costo de extraer los recursos minerales, especialmente los metales del grupo del platino, en la Tierra, el costo de extraer los mismos recursos de los cuerpos celestes disminuye debido a las innovaciones tecnológicas en torno a la exploración espacial. El "efecto de sustitución", es decir, el uso de otros materiales para las funciones que ahora desempeña el platino, aumentaría en resistencia a medida que aumentara el costo del platino. También llegarían al mercado nuevos suministros en forma de joyas y equipos electrónicos reciclados de negocios itinerantes de "compramos platino" como los negocios de "compramos oro" que existen ahora.

En septiembre de 2016, hay 711 asteroides conocidos con un valor superior a US $ 100 billones de dólares.

Viabilidad financiera

Las empresas espaciales son de alto riesgo, con largos plazos de entrega y una gran inversión de capital, y eso no es diferente para los proyectos de minería de asteroides. Este tipo de empresas podrían financiarse mediante inversión privada o mediante inversión gubernamental. Para una empresa comercial, puede ser rentable siempre que los ingresos obtenidos sean mayores que los costos totales (costos de extracción y costos de comercialización). Se ha estimado que los costos de una empresa minera de asteroides rondaban los 100.000 millones de dólares estadounidenses en 1996.

Hay seis categorías de costos consideradas para una empresa minera de asteroides:

  1. Costos de investigación y desarrollo
  2. Costos de exploración y prospección
  3. Costos de construcción y desarrollo de infraestructura
  4. Costos operativos y de ingeniería
  5. Costos ambientales
  6. Costo de tiempo

La determinación de la viabilidad financiera se representa mejor a través del valor actual neto . Un requisito necesario para la viabilidad financiera es un alto rendimiento de las inversiones que se estima en alrededor del 30%. El cálculo de ejemplo asume por simplicidad que el único material valioso en los asteroides es el platino. El 16 de agosto de 2016, el platino estaba valorado en $ 1157 por onza o $ 37,000 por kilogramo. A un precio de $ 1,340, para un retorno de la inversión del 10%, se tendrían que extraer 173,400 kg (5,575,000 ozt) de platino por cada 1,155,000 toneladas de mineral de asteroide. Para un retorno de la inversión del 50%, tendrían que extraerse 1,703,000 kg (54,750,000 ozt) de platino por cada 11,350,000 toneladas de mineral de asteroide. Este análisis asume que duplicar la oferta de platino al mercado (5,13 millones de onzas en 2014) no tendría ningún efecto sobre el precio del platino. Una suposición más realista es que aumentar la oferta en esta cantidad reduciría el precio entre un 30% y un 50%.

La viabilidad financiera de la minería de asteroides con respecto a diferentes parámetros técnicos ha sido presentada por Sonter y más recientemente por Hein et al.

Hein y col. han explorado específicamente el caso en el que se lleva platino desde el espacio a la Tierra y estiman que la minería de asteroides económicamente viable para este caso específico sería bastante desafiante.

Las disminuciones en el precio del acceso al espacio importan. El astrónomo Martin Elvis proyecta que el inicio del uso operativo del vehículo de lanzamiento Falcon Heavy de bajo costo por kilogramo en órbita en 2018 habrá aumentado la extensión de asteroides cercanos a la Tierra económicamente explotables de cientos a miles. Con la mayor disponibilidad de varios kilómetros por segundo de delta-v que proporciona Falcon Heavy, aumenta la cantidad de NEA accesibles del 3 por ciento a alrededor del 45 por ciento.

El precedente de la inversión conjunta de varias partes en una empresa a largo plazo para extraer materias primas se puede encontrar en el concepto legal de una sociedad minera, que existe en las leyes estatales de varios estados de EE. UU., Incluida California. En una sociedad minera, "[Cada] miembro de una sociedad minera participa en las ganancias y pérdidas de la misma en la proporción en que la participación o participación que posee en la mina corresponde a la totalidad del capital social o al número total de acciones".

Regulación y seguridad

El derecho espacial implica un conjunto específico de tratados internacionales , junto con leyes estatutarias nacionales . El sistema y el marco de las leyes nacionales e internacionales han surgido en parte a través de la Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de las Naciones Unidas . Las reglas, términos y acuerdos que las autoridades del derecho espacial consideran parte del cuerpo activo del derecho espacial internacional son los cinco tratados espaciales internacionales y las cinco declaraciones de la ONU. Aproximadamente 100 naciones e instituciones participaron en las negociaciones. Los tratados espaciales abarcan muchas cuestiones importantes, como el control de armas, la no apropiación del espacio, la libertad de exploración, la responsabilidad por daños, la seguridad y el rescate de astronautas y naves espaciales, la prevención de interferencias perjudiciales en las actividades espaciales y el medio ambiente, notificación y registro del espacio. actividades y solución de controversias. A cambio de las garantías de la potencia espacial, las naciones no espaciales accedieron a las propuestas de Estados Unidos y la Unión Soviética de tratar el espacio exterior como un territorio común (res communis) que no pertenecía a ningún estado.

La minería de asteroides en particular está cubierta por tratados internacionales, por ejemplo, el Tratado del Espacio Ultraterrestre, y leyes estatutarias nacionales, por ejemplo, actos legislativos específicos en los Estados Unidos y Luxemburgo .

Existen diversos grados de crítica con respecto al derecho espacial internacional. Algunos críticos aceptan el Tratado del Espacio Ultraterrestre, pero rechazan el Acuerdo de la Luna. El Tratado del Espacio Ultraterrestre otorga derechos de propiedad privada sobre los recursos naturales del espacio ultraterrestre una vez extraídos de la superficie, el subsuelo o el subsuelo de la Luna y otros cuerpos celestes en el espacio ultraterrestre. Por lo tanto, el derecho espacial internacional es capaz de gestionar las actividades de minería espacial de reciente aparición, el transporte espacial privado, los puertos espaciales comerciales y las estaciones / hábitats / asentamientos espaciales comerciales. La minería espacial que implica la extracción y remoción de recursos naturales de su ubicación natural está permitida en virtud del Tratado del Espacio Ultraterrestre. Una vez extraídos, esos recursos naturales pueden reducirse a posesión, venderse, comercializarse y explorarse o utilizarse con fines científicos. El derecho espacial internacional permite la minería espacial, específicamente la extracción de recursos naturales. En general, las autoridades de derecho espacial entienden que la extracción de recursos espaciales está permitida, incluso por empresas privadas con fines de lucro. Sin embargo, el derecho espacial internacional prohíbe los derechos de propiedad sobre los territorios y la tierra del espacio ultraterrestre.

Los astrofísicos Carl Sagan y Steven J. Ostro plantearon la preocupación de que alterar las trayectorias de los asteroides cerca de la Tierra podría representar una amenaza de colisión. Llegaron a la conclusión de que la ingeniería de la órbita tiene tanto oportunidades como peligros: si los controles instituidos sobre la tecnología de manipulación de la órbita fueran demasiado estrictos, los viajes espaciales futuros podrían verse obstaculizados, pero si fueran demasiado laxos, la civilización humana estaría en riesgo.

El Tratado del Espacio Ultraterrestre

Después de diez años de negociaciones entre casi 100 naciones, el Tratado del Espacio Ultraterrestre se abrió a la firma el 27 de enero de 1966. Entró en vigor como constitución para el espacio ultraterrestre el 10 de octubre de 1967. El Tratado del Espacio Ultraterrestre fue bien recibido; fue ratificado por noventa y seis naciones y firmado por veintisiete estados adicionales. El resultado ha sido que la base básica del derecho espacial internacional consiste en cinco (posiblemente cuatro) tratados espaciales internacionales, junto con varias resoluciones y declaraciones escritas. El principal tratado internacional es el Tratado del Espacio Ultraterrestre de 1967; generalmente se considera la "Constitución" del espacio ultraterrestre. Al ratificar el Tratado sobre el espacio ultraterrestre de 1967, noventa y ocho naciones acordaron que el espacio ultraterrestre pertenecería a la "provincia de la humanidad", que todas las naciones tendrían libertad para "utilizar" y "explorar" el espacio ultraterrestre, y que ambas disposiciones debe hacerse de manera que "beneficie a toda la humanidad". El principio de la provincia de la humanidad y los otros términos clave aún no se han definido específicamente (Jasentuliyana, 1992). Los críticos se han quejado de que el Tratado del Espacio Ultraterrestre es vago. Sin embargo, el derecho espacial internacional ha funcionado bien y ha servido a las industrias e intereses comerciales espaciales durante muchas décadas. La sustracción y extracción de rocas lunares, por ejemplo, ha sido tratada como legalmente permisible.

Los redactores del Tratado del Espacio Exterior se centraron inicialmente en solidificar términos amplios primero, con la intención de crear disposiciones legales más específicas más adelante (Griffin, 1981: 733–734). Esta es la razón por la que los miembros de la COPUOS ampliaron posteriormente las normas del Tratado del Espacio Ultraterrestre articulando entendimientos más específicos que se encuentran en los "tres acuerdos complementarios": el Acuerdo de Rescate y Retorno de 1968, el Convenio de Responsabilidad de 1973 y el Convenio de Registro de 1976 (734).

Hobe (2007) explica que el Tratado del Espacio Ultraterrestre "prohíbe explícita e implícitamente solo la adquisición de derechos de propiedad territorial", pero la extracción de recursos espaciales está permitida. En general, las autoridades de derecho espacial entienden que la extracción de recursos espaciales está permitida, incluso por empresas privadas con fines de lucro. Sin embargo, el derecho espacial internacional prohíbe los derechos de propiedad sobre los territorios y la tierra del espacio ultraterrestre. Hobe explica además que no se menciona “la cuestión de la extracción de recursos naturales, lo que significa que dicho uso está permitido en virtud del Tratado del Espacio Ultraterrestre” (2007: 211). También señala que hay una cuestión sin resolver con respecto a la división de los beneficios de los recursos del espacio ultraterrestre de conformidad con el párrafo 1 del artículo del Tratado sobre el espacio ultraterrestre.

El Acuerdo de la Luna

El Acuerdo de la Luna se firmó el 18 de diciembre de 1979, como parte de la Carta de las Naciones Unidas y entró en vigor en 1984 después de un procedimiento de consenso de ratificación de cinco estados, acordado por los miembros del Comité de las Naciones Unidas sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos ( COPUOS). A septiembre de 2019, solo 18 naciones han firmado o ratificado el tratado. Los otros tres tratados del espacio ultraterrestre experimentaron un alto nivel de cooperación internacional en términos de señalización y ratificación, pero el Tratado de la Luna fue más allá, al definir el concepto de Patrimonio Común con más detalle e imponer obligaciones específicas a las partes involucradas en la exploración. y / o explotación del espacio ultraterrestre. El Tratado de la Luna designa explícitamente a la Luna y sus recursos naturales como parte del Patrimonio Común de la Humanidad.

El artículo 11 establece que los recursos lunares "no están sujetos a apropiación nacional por reclamo de soberanía, por medio de uso u ocupación, o por cualquier otro medio". Sin embargo, se sugiere que se permita la explotación de recursos si está "regida por un régimen internacional" (artículo 11.5), pero aún no se han establecido las reglas de dicho régimen. S. Neil Hosenball, Consejero General de la NASA y principal negociador de Estados Unidos para el Tratado de la Luna, advirtió en 2018 que la negociación de las reglas del régimen internacional debería retrasarse hasta que se establezca la viabilidad de la explotación de los recursos lunares.

Se sostiene que la objeción al tratado por parte de las naciones espaciales es el requisito de que los recursos extraídos (y la tecnología utilizada para tal fin) deben compartirse con otras naciones. Se cree que el régimen similar de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar impide el desarrollo de esas industrias en el lecho marino.

Estados Unidos, la Federación de Rusia y la República Popular China (RPC) no han firmado, adherido ni ratificado el Acuerdo de la Luna.

Regímenes legales de algunos países

Los Estados Unidos

Algunas naciones están comenzando a promulgar regímenes legales para la extracción de recursos extraterrestres. Por ejemplo, la " Ley ESPACIAL de 2015 " de Estados Unidos, que facilita el desarrollo privado de recursos espaciales de conformidad con las obligaciones de los tratados internacionales de Estados Unidos, fue aprobada por la Cámara de Representantes de Estados Unidos en julio de 2015. En noviembre de 2015 fue aprobada por el Senado de Estados Unidos . El 25 de noviembre, el presidente de Estados Unidos, Barack Obama, promulgó la HR2262 - Ley de Competitividad de Lanzamiento de Espacio Comercial de Estados Unidos. La ley reconoce el derecho de los ciudadanos estadounidenses a poseer los recursos espaciales que obtienen y fomenta la exploración comercial y la utilización de los recursos de los asteroides. Según el artículo § 51303 de la ley:

Un ciudadano de los Estados Unidos involucrado en la recuperación comercial de un recurso de asteroide o un recurso espacial bajo este capítulo tendrá derecho a cualquier recurso de asteroide o recurso espacial obtenido, incluyendo poseer, poseer, transportar, usar y vender el recurso de asteroide o recurso espacial obtenido. de acuerdo con la ley aplicable, incluidas las obligaciones internacionales de los Estados Unidos

El 6 de abril de 2020, el presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, firmó la Orden ejecutiva sobre el fomento del apoyo internacional para la recuperación y el uso de los recursos espaciales. De acuerdo a la orden:

  • Los estadounidenses deben tener derecho a participar en la exploración, recuperación y uso comercial de recursos en el espacio ultraterrestre.
  • Estados Unidos no ve el espacio como un "bien común global"
  • Estados Unidos se opone al Acuerdo de la Luna

Luxemburgo

En febrero de 2016, el Gobierno de Luxemburgo anunció que intentaría "impulsar un sector industrial para extraer recursos de asteroides en el espacio", entre otras cosas, creando un "marco legal" e incentivos regulatorios para las empresas involucradas en la industria. En junio de 2016, anunció que "invertiría más de 200 millones de dólares en investigación, demostración de tecnología y en la compra directa de acciones en empresas que se trasladen a Luxemburgo". En 2017, se convirtió en el "primer país europeo en aprobar una ley que confiere a las empresas la propiedad de los recursos que extraen del espacio", y se mantuvo activo en el avance de la política pública de recursos espaciales en 2018.

En 2017, Japón , Portugal y los Emiratos Árabes Unidos firmaron acuerdos de cooperación con Luxemburgo para operaciones mineras en cuerpos celestes.

Impacto medioambiental

Se ha conjeturado que un impacto positivo de la minería de asteroides es un facilitador de la transferencia de actividades industriales al espacio, como la generación de energía. Se ha desarrollado un análisis cuantitativo de los posibles beneficios ambientales de la extracción de agua y platino en el espacio, donde podrían materializarse beneficios potencialmente grandes, dependiendo de la proporción de material extraído en el espacio y masa lanzada al espacio.

Misiones de investigación a asteroides y cometas.

En curso y planificado

  • Hayabusa2 : misión de retorno de muestra de asteroide JAXA en curso (llegó al objetivo en 2018, muestra devuelta en 2020)
  • OSIRIS-REx : misión en curso de retorno de muestras de asteroides de la NASA (lanzada en septiembre de 2016)
  • Fobos-Grunt 2 : misión de retorno de muestra de Roskosmos propuesta a Fobos (lanzamiento en 2024)
  • Rover VIPER : planeado para buscar recursos lunares en 2022.

Terminado

Primeras misiones exitosas por país:

Nación Volar por Orbita Aterrizaje Devolución de muestra
 Estados Unidos HIELO (1985) CERCA (1997) CERCA (2001) Polvo de estrellas (2006)
 Japón Suisei (1986) Hayabusa (2005) Hayabusa (2005) Hayabusa (2010)
 UE HIELO (1985) Rosetta (2014) Rosetta (2014)
 Unión Soviética Vega 1 (1986)
 porcelana Chang'e 2 (2012)

En ficción

La primera mención de la minería de asteroides en la ciencia ficción aparentemente se produjo en la historia de Garrett P. Serviss, Edison's Conquest of Mars , publicada en el New York Evening Journal en 1898.

La película de 1979 Alien , dirigida por Ridley Scott , presenta a la tripulación del Nostromo , una nave espacial operada comercialmente en un viaje de regreso a la Tierra transportando una refinería y 20 millones de toneladas de mineral extraído de un asteroide.

La novela de 1991 de CJ Cherryh , Heavy Time , se centra en la difícil situación de los mineros de asteroides en el universo Alliance-Union , mientras que Moon es una película dramática de ciencia ficción británica de 2009 que muestra una instalación lunar que extrae el combustible alternativo helio-3 necesario para proporcionar energía. en la tierra. Destacó por su realismo y dramatismo, ganando varios premios a nivel internacional.

Varios videojuegos de ciencia ficción incluyen la minería de asteroides. Por ejemplo, en el espacio- MMO , EVE Online , la minería de asteroides es una carrera muy popular debido a su simplicidad.

En el juego de computadora Star Citizen , la ocupación minera apoya a una variedad de especialistas dedicados, cada uno de los cuales tiene un papel fundamental que desempeñar en el esfuerzo.

En la serie de novelas The Expanse , la minería de asteroides es una fuerza económica impulsora detrás de la colonización del sistema solar. Dado que se requiere una gran cantidad de energía para escapar de la gravedad de los planetas, las novelas implican que una vez que se establezcan las plataformas mineras espaciales, será más eficiente recolectar recursos naturales (agua, oxígeno, materiales de construcción, etc.) de los asteroides en lugar de levantarlos. sacarlos del pozo de gravedad de la Tierra.

La novela Delta-v de Daniel Suárez de 2019 describe cómo se podría lograr la minería de asteroides con la tecnología actual, dada una inversión audaz de una enorme cantidad de capital para construir una nave espacial suficientemente grande con la tecnología actual. Suárez también proporciona material de apoyo que ilustra el diseño propuesto de su concepto de nave espacial, en http://daniel-suarez.com/deltav_design.html

Galería

Ver también

Notas

Referencias

Publicaciones

enlaces externos

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