Können wir erwarten, reines Eisen oder nur Nickel-Eisen-Legierungen in Asteroiden zu finden?

Relativ reines Eisen hat mehr Verwendungsmöglichkeiten und potenziellen Wert als Nickel-Eisen-Legierungen. Es scheint schwierig zu sein, diese Nickel-Eisen-Legierungen, die häufig in Meteoriten gefunden werden und von denen angenommen wird, dass sie in Asteroiden (Kamezit, Taenit) vorkommen, in ihre elementaren Bestandteile zu trennen. Die Rentabilität des Asteroidenabbaus hängt von der Wirtschaftlichkeit ab, und das Auffinden von relativ reinem Eisen (und anderen relativ reinen Materialien) würde die Wirtschaftlichkeit verändern, indem der Raffinationsprozess stark vereinfacht wird. Gibt es Hinweise auf relativ reines Eisen in Asteroiden (bewiesen in reinen Eisenmeteoriten) oder eine Grundlage für die Erwartung, es zu finden?

Relativ reines Eisen ist für den Bau nicht sehr geeignet, es ist zu weich. Es wird eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff mit der richtigen Menge an Kohlenstoff benötigt, die als Stahl bezeichnet wird. Zu viel Kohlenstoff macht die Legierung spröde, zu wenig macht sie weich wie reines Eisen. Aber Meteroit-Eisen wurde in der Geschichte verwendet: "Das in Eisenmeteoriten gefundene Eisen war eine der frühesten Quellen für nutzbares Eisen, die den Menschen zur Verfügung stand, bevor die Entwicklung des Schmelzens den Beginn der Eisenzeit signalisierte".
Die Herstellung von Legierungen ist einfacher als die Herstellung von Legierungen. Kohlenstoff kann hinzugefügt werden und alle Arten von Legierungen sind möglich, beginnend mit reinem Eisen - nützliche Legierungen, die nicht möglich sind, beginnend mit Nickel-Eisen; Zuerst muss Eisen von Nickel getrennt werden. Natürlich gibt es auf der Erde eine Nachfrage nach Nickel-Eisen-Legierungen – aber die Nachfrage ist viel geringer als nach Eisen.
Ich habe nachgeschaut und Egg Rock hat 8% Nickel, na ja ;-) 1 , 2 , Wer hat „Egg Rock“ entdeckt? Der Curiosity-Rover oder Menschen?

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Makroskopische (dh groß genug, um tatsächlich verwendet zu werden ) Reineisenmeteoroiden zu finden, scheint äußerst unwahrscheinlich zu sein. Sicherlich besteht die Hauptzusammensetzung der Metalle in der Erde (gute Referenzen hier , hier und hier ) und metallischen Meteoriten aus Eisen plus Nickel, einem siderophilen Stoff, und einigen auch-rans, wie Schwefel und Sauerstoff, und anderen siderophilen Metallen wie Kobalt.

Pechersky et al . dokumentierten tatsächlich Fälle von fast reinen Eisenkristallen oder quasi-kugelförmigen Knötchen in Meteoriten, aber diese haben Abmessungen in Mikrometern (10-50 Mikrometer) und sind in den viel häufiger vorkommenden Taenit oder Kamecit oder gelegentlich Schreibersit (ein Eisen -Nickelphosphid). Ich kann mir nicht vorstellen, dass das Sortieren einer zerkleinerten Probe nach mikroskopisch kleinen Körnern von nicht ganz reinem Eisen weniger umständlich ist als das elektrochemische Schmelzen von Taenit oder Kamezit und die Ausbeute (pro Tonne produziertes Erz) des Verhüttung wäre viel größer.

Supernova-Explosionen und Explosionen von Weißen Zwergen spucken große Mengen an Eisen und Nickel in das interstellare Medium, und diese gehen in die nächste Generation von Sternen und die Planeten, die sich mit ihnen bilden. Ein Großteil des Eisens stammt aus dem Zerfall instabiler Nickelkerne, die direkt bei der Explosion erzeugt werden, sodass sie eng miteinander verbunden sind. Da Nickel ein Siderophil ist, werden sie beim Einbau in einen Planetenkörper und anschließender Differenzierung aufgeschmolzendas Nickel löst sich im Wesentlichen im Eisen auf und die beiden sinken zusammen in den Kern. Selbst wenn reine Eisenmeteoroiden existierten (mit ziemlicher Sicherheit winzig! Staub von Supernova-Explosionen und dergleichen!), werden sie, wenn sie in einen Planetenkörper eingebaut werden und zum Kern absinken, nur ein weiterer Teil der festen Eisen-Nickel-Lösung im Kernschmelze.

Laut Pechersky et al. könnte die Herstellung der nahezu reinen Eisenknollen ein Prozess sein, der beim anfänglichen Erstarren der Schmelze auftritt, oder nach dem Aufbrechen des Mutterkörpers, wenn sich die ursprünglichen Mineralien aus der festen Eisen-Nickel-Lösung zersetzen.

Meine Internetrecherchen führten mich nicht zu Pechersky et al. Informative Antwort, danke Tom.
@KenFabian Gern geschehen! Immer gerne behilflich.

Zwischen der Umlaufbahn von Mars und Jupiter befindet sich der Asteroidengürtel. Die Gesamtmasse aller Asteroiden beträgt etwa 4 % der des Mondes. Es wird angenommen, dass etwa 10% der Masse Asteroiden vom M-Typ (metallreich) sind.

Einige der Asteroiden wie 16 Psyche bestehen hauptsächlich aus Metallen wie Eisen und Nickel. Die NASA plant eine Mission, Psyche, zur Erforschung dieses kleinen Planeten im Jahr 2022, die 2026 eintrifft. Danach hätten wir eine bessere Vorstellung von der Realisierbarkeit der Verwendung eines Asteroiden als Quelle für Baumaterial.

Bau- oder andere Materialien für den Einsatz im Weltraum bieten das Potenzial zur Kostensenkung bei weltraumgestützten Projekten, aber das Endergebnis ist sicherlich die Gesamtrentabilität dieser Projekte – ich würde denken, von den materiellen Ressourcen, die an die Erdmärkte geliefert werden.
@KenFabian Leider gibt es derzeit kein Material, das wir auf der Erde verwenden, das aus dem Weltraum billiger zu bekommen wäre als aus Erdressourcen (Bergbau usw.) zu produzieren. Wenn wir irgendwann in der Zukunft einen praktischen He3-Fusionsreaktor bekommen, könnte sich das ändern, aber im Moment ist der Abbau von Asteroiden für Materialien zur Verwendung auf der Erde einfach nicht wirtschaftlich. ABER ... wenn wir eine florierende Weltraumbauindustrie im LEO- und/oder Mondorbit in Gang bringen, könnte es billiger sein, Materialien von erdnahen Asteroiden zu bringen, als sie von der Erdoberfläche zu starten. Aerocapture-Aeroshells aus Silikatschlacke?
@TomSpilker - Ich stimme eher zu - es sind eher riesige Sprünge als kleine Schritte erforderlich. Dennoch denke ich, dass die erfolgreiche Ausbeutung von Weltraumressourcen für die Nutzung auf der Erde – für den Verkauf an die Erde – eine entscheidende wirtschaftliche Schwelle auf dem Weg zu einer dauerhaften Besetzung des Weltraums durch den Menschen darstellt. Nickel-Eisen ist vielleicht nicht die beste Eisenquelle für die Herstellung von Stahllegierungen – aber es ist außerordentlich reichlich vorhanden.
@KenFabian In der Tat! Wenn wir anfangen, große Strukturen im Asteroidengürtel zu bauen, könnte das primäre Strukturmaterial eine Eisen-Nickel-Legierung sein. Wenn es stark genug ist, ist es genau dort - benutze es einfach! Überspringen Sie den energetisch teuren Schritt der Nickelabtrennung.
Wenn wir große Strukturen im Asteroidengürtel bauen würden, sollten wir auch an das Risiko von Kollisionen mit Asteroiden denken. Dort gibt es viele unbekannte Objekte ohne Umlaufbahndaten. Das Verfolgen dieser Objekte wird viel schwieriger sein als das Verfolgen von Satelliten und Trümmern in LEO.

Ich habe sehr gute Informationen für Sie!

Ich bestätige, dass es im Weltraum reines Eisen gibt, weil ich einen Meteoriten zu 99 % aus Eisen habe.

Reiner Eisenmeteorit

Diese Probe wiegt 42,38 g, und die Schmelzkruste ist nicht mehr sichtbar, weil ich mehrere Härtetests gemacht habe, bevor ich weiß, dass sie aufbewahrt werden sollten.

Dies ist das Analysenzertifikat.

Übersetzung:

Herr Siliman zeigte mir vier Meteoritenproben.

Zwei Proben enthalten mehr als 99 % Eisen mit geringen Mengen an Mangan und Kobalt.

Von Dr. Albert Sotto, Doktor der Chemie.

Analysenzertifikat

Willkommen bei der Weltraumforschung! Bitte übersetzen Sie diesen Beitrag ins Englische, da alle Beiträge auf dieser Seite auf Englisch sein müssen, damit Abstimmungen und Moderation richtig funktionieren.
Ich glaube, ich spreche Englisch, habe aber keine Bearbeitungsrechte. Der Antwortende sollte die Bearbeitung vornehmen.
@OscarLanzi Ich denke, um eine Antwort zu sein, bedarf es einer Erläuterung des Kontexts und der Relevanz, auch auf Englisch . Unvollständiges Englisch ist in Ordnung, andere können es dann bearbeiten.
Das ist mein Hintergedanke, warum ich mir nicht die Mühe mache, eine Peer-Review durchzumachen. Die Rezensenten sind möglicherweise nicht bereit, die Antwort zunächst zu akzeptieren.
Siliman - unerwartete, aber willkommene Neuigkeiten für mich zu erfahren, dass relativ reine Eisenmeteoriten - und damit Asteroiden - existieren, auch wenn sie viel seltener als Nickel-Eisen sind. Dass ich denke, dass die wirtschaftliche Bedeutung von Asteroidenmaterial aus reinem Eisen größer ist als die von Ni-Fe, war der Grund, warum ich diese Frage gestellt habe – es kann ein Ausgangsmaterial für die Herstellung einer Vielzahl wichtiger Legierungen sein. Asteroidenmaterial muss nicht veredelt werden, es muss nur nach Typ sortiert und in überschaubare Portionen geschnitten werden, wodurch es viel leichter verwertbar ist. (Und ich würde auch gerne eine englische Übersetzung sehen).
Hallo Ken! Ich fühle mich geehrt, Ihnen meine Hilfe anbieten zu können und Teil dieser Gemeinschaft von Forschern und anderen am Weltraum Interessierten zu sein!
@Siliman - danke für die Übersetzung ins Englische und für deine Teilnahme an einer englischsprachigen Seite; Ich gebe zu, Seiten in anderen Sprachen würden mir völlig fehlen. Können Sie weitere Informationen über die Meteoriten liefern, die beprobt und analysiert wurden? Waren die Proben alle von verschiedenen Meteoriten? War der Eisengehalt innerhalb der 99 % Eisenmeteoriten homogen? Kennen Sie andere Meteoriten mit ähnlichem Eisengehalt? (Das Wissen um den hohen Eisenanteil ist ein Hinweis darauf, wie häufig sie als Asteroidenmaterial vorkommen. Theorien zur Asteroidenbildung könnten ebenfalls betroffen sein).
@ Ken - Die Proben stammen vom gleichen Meteoriten. Das Eisen ist in allen Proben homogen, mit kleinen hellen Kristallen, die in die Matrix eingebettet sind. Sie enthalten auch andere winzige Spuren von chemischen Elementen wie: C, CR, TI und MO. Doktor Albert Sotto hat mir diese Ergebnisse gegeben, weil sie für ihn überzeugender sind. Nach zweijähriger Recherche habe ich keine ähnlichen Meteoriten gefunden. Niemand hat mir geglaubt, sogar mit dem Zertifikat, sie sagten, es sei falsch, es sei unmöglich, diese Art von Meteoriten zu haben.
@KenFabian - Was ist los??? Du gibst keine Neuigkeiten!
@Siliman - Ich habe gerade deine neuen Kommentare gelesen. Ich bin mir nicht sicher, welche Art von Neuigkeiten Sie erwarten. Ich bestreite Ihre Beweise nicht, sondern suche Klarheit; Wenn kleine Kristalle aus nahezu reinem Eisen in Ni-Fe-Meteoriten existieren (siehe Tom Spilkers Antwort oben) und dies getestet wurde, würde dies eine Behauptung von (homogenen) Meteoriten mit hohem Eisengehalt ungültig machen, aber Sie sagten gerade, das Eisen sei homogen in der Proben. Ich fragte, ob sie innerhalb der Meteoriten homogen seien. Nur um das klarzustellen, stammten alle vier Proben vom selben Meteoriten (was bedeutet, dass Fe nicht homogen ist) oder nur die beiden mit 99 % Fe?
@kenFabian - Ich bin kein Wissenschaftler, aber die Proben haben alle die gleiche Farbe und enthalten alle 99% Eisen. Ich werde ein Foto veröffentlichen, das keine Makroqualität hat, aber dies gibt Ihnen einen Überblick.
@Siliman - danke. Ich würde erwarten, dass es Möglichkeiten gibt, den meteorischen Ursprung zu bestätigen, obwohl sie für den durchschnittlichen Forscher möglicherweise nicht ohne weiteres verfügbar sind - vielleicht Spurenelemente und Isotopenprofile. Das Auffinden von Asteroidenmaterial mit hohem Eisengehalt, das eine minimale Verarbeitung erfordern würde, sollte für diejenigen von Interesse sein, die Asteroidenabbauvorhaben vorschlagen. Ich bezweifle immer noch, dass Edelmetalle gefunden werden, außer gut gemischt in NiFe – und schwer zu raffinieren – aber Eisen ist ein wichtiges Industriemetall; Meiner Meinung nach werden es wirtschaftlich lebensfähige Grundstoffe sein, die den Asteroidenabbau zum Laufen bringen werden.
@KenFabian - Ich habe zusätzliche Informationen, dieses Material ist selbst mit einer Maschine schwer zu sägen, aber paradoxerweise auch leicht zu Pulver zu zerkleinern. Was denken Sie?
@Siliman - Ich weiß nicht genug, um einen besonderen Einblick zu geben. Ich weiß nicht, welche Mittel zur Verfügung stehen, um Ihnen zu helfen, weitere Analysen zu erhalten - ein geeignetes Museum oder eine Forschungseinrichtung könnte die Möglichkeit begrüßen, es zu untersuchen, und Zugang zu den Ressourcen haben, um die Arten von Tests durchzuführen, die Sie nicht können.
@Siliman - es gibt einen starken Markt für seltene und ungewöhnliche Mineralproben, einschließlich Meteoriten. Es ist möglich, dass Ihr Exemplar mit guter Begleitdokumentation von Sammlern gesucht wird, einschließlich Museen, die Sammlungen unterhalten. Ihr Exemplar kann nicht nur das Wissen über Asteroiden-/Meteoritenmaterialien erweitern, sondern auch einen monetären Wert haben.
@KenFabian - Danke für deine Meinung. Ich wandte mich an das Nationalmuseum in Frankreich, sie antworteten mir nicht, weil sie nicht glaubten, dass es ein Meteorit war, ich schickte sogar eine Probe, ich bekam keine Antwort. Ich habe auch eine Probe an ein wissenschaftliches Forschungsunternehmen mit Sitz in Cap Canaveral geschickt, die seit einem Jahr nicht beantwortet wurde. Ich weiß, dass diese Himmelsobjekte sehr beliebt sind und manchmal zu exorbitanten Preisen verkauft werden.
@Siliman - Sie müssen die Fragen beantworten, ob oder was Sie haben, wirklich ein Meteorit ist. Wie Sie dies möglicherweise tun können, entzieht sich meiner (mangelnden) Expertise. Ich werde sagen, dass ich im Allgemeinen die Meinung des Nationalmuseums in Frankreich über Ihre Meinung, dass es sich um einen Meteoriten handelt, akzeptieren muss. Die von Ihnen bereitgestellte Analyse ist ein Beweis für einen hohen Eisengehalt, aber kein Beweis dafür, dass es sich um einen Meteoriten handelt. Außergewöhnliche Ansprüche bedürfen eines außergewöhnlichen Nachweises.
@KenFabian - ich stimme dir zu. Die Meinung des Museums basierte auf der Abwesenheit von Nickel. Zahlreiche Studien belegen, dass in einigen Meteoritenproben Spuren von reinem Eisen vorhanden sind, also die Möglichkeit, Meteoriten aus reinem Eisen zu finden. Alles natürliche Eisen, das es auf der Erde gibt, kommt vom Himmel. Ich sage Ihnen, Mr. Ken Fabian, da bin ich mir zu 1000 % sicher, denn ich sah ein Auto vom Himmel fallen und sammelte die Fragmente drei Tage später und etwa dreißig Kilometer später ein. Für diese entscheidende Information, wer will mir glauben.
Können wir erwarten, reines Eisen oder nur Nickel-Eisen-Legierungen in Asteroiden zu finden?
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