Ich las diese Frage und stellte fest, dass ich eigentlich nicht genug wusste, um die Antwort zu geben, die ich wollte.
Natürlich kommen kurzfristig alle unsere Rohstoffe aus der Erde. Der einzige andere Ort, an dem wir waren, ist der Mond, und wir waren in letzter Zeit nicht dort. Wenn wir also eine Raumstation mit Gravitationsrotation bauen würden, müssten wir sie im Moment mit Erdmaterialien bauen. Die Sache ist jedoch, dass ich es langfristig nicht für sinnvoll halte, Materialien von der Erde zu heben.
Das Heben von Materialien aus dem Gravitationsschacht der Erde ist energieaufwändig. Es scheint, als wäre es viel einfacher, Materialien zu bekommen, die sich bereits im Weltraum befinden, und sie dorthin umzuleiten, wo wir wollen. Zum Beispiel könnten wir Materialien aus dem Asteroidengürtel sammeln und sie zum Erde/Sonne-Lagrange-5-Punkt leiten. Damit anzufangen wäre teuer, da es einen Flug in den Asteroidengürtel erfordert. Aber es scheint, als sollte es nach dem Start einfacher zu warten sein. Außerdem würde dies Bergbau- und andere Kosten auf der Erde einsparen.
Ich würde denken, dass wir dies hauptsächlich mit selbstreplizierenden Miner-Robotern tun würden, die (lose) von der Erde aus gesteuert werden. Ich gehe davon aus, dass wir trotzdem ähnliche Roboter für den Weltraumbau im großen Maßstab herstellen würden, sodass der einzige Unterschied in den Energiekosten besteht. Energie ist im Weltraum reichlich vorhanden, da man beliebig große Solarpanels bauen kann. Ich gehe also davon aus, dass das Asteroidenprojekt sich selbst tragen wird, sobald es gestartet ist.
Die Frage bleibt: Wie viel Zeug könnten wir für die Startkosten für die Initiierung des Asteroidenprojekts in die Erdumlaufbahn bringen? Idealerweise sollte die Antwort in Bezug auf die Bevölkerungskapazität referenziert werden. Zum Beispiel: "Wir könnten entweder Raumstationen für 10.000 Menschen bauen oder einen Asteroidenernter bauen", wäre ein Beispiel für die Art von Antwort, die ich gerne sehen würde.
Fühlen Sie sich frei, die Kosten für die Bereitstellung von Atmosphäre, Wasser und Nahrung zu vernachlässigen. Ich gehe davon aus, dass all diese Dinge in beiden Szenarien vom selben Ort stammen. Dies wird wahrscheinlich zunächst die Erde sein, kann aber später an einem exotischeren Ort sein (Venus, Saturnringe, ein Jupitermond usw.).
Wann wird es wirtschaftlich sein, die benötigten Ressourcen im Weltraum zu ernten, anstatt sie von der Oberfläche zu heben?
Nun, das hängt natürlich von mehreren Faktoren ab:
Die ersten beiden sind ziemlich offensichtlich. Wenn es 5000 Dollar pro Kilo kostet, einen Brocken von was auch immer von der Oberfläche zu heben, und 500 Dollar , um denselben Brocken aus dem Asteroidengürtel herüberzubringen, ist das eine Kostenersparnis von 4500 Dollar pro Kilo.
Aber das erzählt nicht die ganze Geschichte. Die Kosten für den Abbau dieses Materials an der Oberfläche sind wahrscheinlich viel niedriger als die Kosten für den Abbau beispielsweise im Asteroidengürtel, zumindest anfangs (erst wenn sich die Anfangsinvestition ausgezahlt hat, sind Sie möglicherweise wettbewerbsfähig, und das kann einige Zeit in Anspruch nehmen während).
Denken Sie auch daran, dass, wenn große Vorkommen von etwas, das jetzt auf der Erde sehr teuer ist, im Weltraum gefunden werden, der Wert dieses Materials wahrscheinlich sinken wird, es sei denn, die Leute, die es finden, sind sehr vorsichtig, wenn sie es nur in kleinen Mengen in die Wirtschaft leiten .
Nehmen wir an, der Platinpreis liegt jetzt bei 10.000 $ pro Kilo (nur eine Zahl, keine Ahnung über den tatsächlichen Preis), bei einer weltweiten Produktion von 10 Tonnen pro Jahr.
Sagen wir jetzt, ich finde einen Asteroiden, der 500 Tonnen des Zeugs enthält, und ich beschließe, das Ding abzubauen. Ich kann es mit einer Rate von 100 Tonnen pro Jahr abbauen. Wenn ich all diese 100 Tonnen pro Jahr in die Weltwirtschaft werfe, wird der Platinpreis fallen und stark fallen. Statt der 10000 Dollar pro Kilo, die ich erwarte, bekomme ich vielleicht nach ein paar Tagen nur noch 500 Dollar pro Kilo.
Also muss ich sicherstellen, dass ich dieses Platin nur in kleinen Mengen einführe, sagen wir 10 Tonnen pro Jahr, was vielleicht nicht einmal die Kosten für die Installation und Wartung meines Minenbetriebs abdeckt …
All dies unter der Annahme, dass es bereits eine gesunde Gesellschaft im Orbit gibt, aus der man Arbeitskräfte ziehen und die Infrastruktur unterstützen kann. Wenn Sie das auch bauen müssen, steigen die Kosten viel höher und machen das ganze Unternehmen von Anfang an zu einem Verlustführer (was übrigens ein Grund dafür ist, dass Dinge wie Solarkraftwerke im Orbit noch nie eingerichtet wurden, die ersten Investitionen, um die permanenten Siedlungen im Weltraum aufzubauen, die zur Aufrechterhaltung und Unterstützung einer solchen Industrie erforderlich sind, sind zu hoch, als dass interessierte Parteien sie tragen könnten).
Nun, vielleicht nicht so viele Rohstoffe für Bauprojekte im Weltraum, aber für andere wichtigere Dinge, wie Lebenserhaltung und Treibstoff, gibt es mit In-Situ Resource Utilization (ISRU) bereits Pläne dafür.
Asteroidenabbau? Hmmm. Wenn Sie hinausgehen und einen erdnahen Asteroiden schnappen möchten, ist dies jetzt machbar. Ein einzelnes F-1-Triebwerk im Saturn-V-Stil kann einen Delta-V-Wechsel von etwa 7 km/s auf einen erdnahen Asteroiden von 1000 Tonnen (etwa zehn Meter Durchmesser) einleiten, wenn es mit 40 % des Saturn-V-Erststufentreibstoffs versorgt wird und etwa feuert 5 Minuten. Wenn der Asteroid reich an Ammoniak und anderen flüchtigen Materialien ist, könnte er in eine Umlaufbahn um den Mond gelenkt und dann für den Mond „abgebaut“ werden. Wir könnten also vorhandene Technologien nutzen, um dies zu tun, was gute, „hard-science“-Science-Fiction ergibt. Es gibt viele erdnahe Asteroiden, die in diesem Größenbereich liegen und mit relativen Geschwindigkeiten von weit unter 7 Kilometern pro Sekunde bis auf 10 Monddurchmesser an das Erde-Mond-System herankommen. Verlangsamen Sie es auf die Umlaufgeschwindigkeit des Mondes bei 100 Kilometer Umlaufhöhe (etwa 1. 6 Kilometer pro Sekunde) und genießen. Gehen Sie jederzeit nach oben und pflücken Sie ein Stück vom Mond. Nett. Also, um Ihre Frage zu beantworten: ein F-1-Motor und genug Treibstoff, um ihn wie angegeben fünf Minuten lang zu zünden. Natürlich müssen wir auch diesen Motor und Treibstoff in Position bringen, und das erfordert einen weiteren Motor und etwas Treibstoff, aber das würde leicht ausgearbeitet werden und der Abbau würde damit beginnen ... natürlich in sehr kleinem Maßstab. Die Startkosten wären also beispielsweise eine Mission im Apollo-Stil, um das „Schlepperboot“ in Position zu bringen, und dann das F-1-Schlepperboot selbst. Das Zielobjekt muss nicht in eine Umlaufbahn um den Mond fliegen, aber es macht wirklich keinen Sinn, Asteroiden abzubauen, wenn Sie das Material zur Erde bringen wollen. Die Erde ist voll. Es ist Zeit, sich auszubreiten. Bauen Sie zuerst eine Kolonie auf dem Mond und bauen Sie dann Asteroiden ab. Gehen Sie jederzeit nach oben und pflücken Sie ein Stück vom Mond. Nett. Also, um Ihre Frage zu beantworten: ein F-1-Motor und genug Treibstoff, um ihn wie angegeben fünf Minuten lang zu zünden. Natürlich müssen wir auch diesen Motor und Treibstoff in Position bringen, und das erfordert einen weiteren Motor und etwas Treibstoff, aber das würde leicht ausgearbeitet werden und der Abbau würde damit beginnen ... natürlich in sehr kleinem Maßstab. Die Startkosten wären also beispielsweise eine Mission im Apollo-Stil, um das „Schlepperboot“ in Position zu bringen, und dann das F-1-Schlepperboot selbst. Das Zielobjekt muss nicht in eine Umlaufbahn um den Mond fliegen, aber es macht wirklich keinen Sinn, Asteroiden abzubauen, wenn Sie das Material zur Erde bringen wollen. Die Erde ist voll. Es ist Zeit, sich auszubreiten. Bauen Sie zuerst eine Kolonie auf dem Mond und bauen Sie dann Asteroiden ab. Gehen Sie jederzeit nach oben und pflücken Sie ein Stück vom Mond. Nett. Also, um Ihre Frage zu beantworten: ein F-1-Motor und genug Treibstoff, um ihn wie angegeben fünf Minuten lang zu zünden. Natürlich müssen wir auch diesen Motor und Treibstoff in Position bringen, und das erfordert einen weiteren Motor und etwas Treibstoff, aber das würde leicht ausgearbeitet werden und der Abbau würde damit beginnen ... natürlich in sehr kleinem Maßstab. Die Startkosten wären also beispielsweise eine Mission im Apollo-Stil, um das „Schlepperboot“ in Position zu bringen, und dann das F-1-Schlepperboot selbst. Das Zielobjekt muss nicht in eine Umlaufbahn um den Mond fliegen, aber es macht wirklich keinen Sinn, Asteroiden abzubauen, wenn Sie das Material zur Erde bringen wollen. Die Erde ist voll. Es ist Zeit, sich auszubreiten. Bauen Sie zuerst eine Kolonie auf dem Mond und bauen Sie dann Asteroiden ab. ein F-1-Motor und genug Treibstoff, um ihn wie angegeben fünf Minuten lang zu befeuern. 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