Meinen die Leute es wirklich ernst mit dem Abbau des Mondes?

Der Mond ist eigentlich verdammt klein

Der Mond ist eigentlich verdammt riesig .

Die Masse des Mondes beträgt ca$7.34 \times 10^{22}$Kilogramm.

Zum Vergleich: Das gesamte Kupfer, das jemals auf der Erde abgebaut wurde, beläuft sich auf 700 Millionen Tonnen - das heißt,$7 \times 10^{11}$Kilogramm bzw$\frac 1 {100000000000}$der Gesamtmasse des Mondes.

Das Entfernen von so viel Masse wird die Rotation oder Umlaufbahn des Mondes nicht nachweisbar verändern.

Selbst ein kleiner Mond wie der Miranda von Uranus , der mit 470 km Durchmesser gerade groß genug ist, um durch seine eigene Gravitation in eine Kugelform gezogen zu werden, hat eine Masse von$6.4 \times 10^{19}$kg oder ~90000000 Mal so viel Masse wie alles Kupfer, das jemals auf der Erde abgebaut wurde.

Motivation

Der Mond ist reich an einigen wichtigen natürlichen Ressourcen, nämlich: ^{1 2}

Beachten Sie, dass viele davon in sehr geringem Masse vorhanden sind und der effektive Erwerb sie vollständig die Masse des Mondes nicht materiell verändern würde. Viele der von mir bereitgestellten ppm- und Prozentangaben beziehen sich nur auf die Oberflächenebene; die tieferen Schichten dürfen niemals berührt werden.

Helium

Der letzte Mensch, der den Mond betrat, war ein Geologe namens Jack Schmitt, der die Zusammensetzung auf dem Mond untersuchte. Er ist im Wesentlichen der einzige Natur- oder Physikwissenschaftler, der einen Fuß auf den Mond gesetzt hat. Seitdem hat er ein Buch geschrieben, Back to the Moon(2007), die er als sozioökonomische Rechtfertigung für eine solche Rückkehr vorschlägt, schlägt er eine langfristige erneute Erforschung und Expedition zum Mond vor, die sich um den Kern des Abbaus von 3-He für Zwecke der Energieerzeugung dreht. Er demonstrierte eine politische Voreingenommenheit und vertiefte sich auch in die Grausamkeit einer Pro/Contra-Analyse verschiedener privater oder öffentlicher Methoden, um dies zu erreichen, wobei er postulierte, dass einige besser seien als andere, und zu dem zweifelhaften Ergebnis gelangte, dass der private Sektor die bessere Lösung sei Das. Damit die detaillierten Pläne für den Mondabbau erfolgreich sind, müssten seiner Meinung nach erhebliche Investitionen des privaten Sektors angezogen werden, ³ und die Rechtmäßigkeit, wer Anspruch auf hypothetische Bergbaubetriebe hat, bleibt unklar (theoretisch scheint nichts Privateigentum zu verhindern ; DieDer Weltraumvertrag der Vereinten Nationen von 1967 verhindert nur politisches Eigentum). ^{3 4}

So oder so, vorausgesetzt, wir könnten das Helium extrahieren und einen Weg finden, es für die Fusion zu verwenden, als Lösung für den eventuellen Rückgang der verfügbaren Mengen an fossilen Brennstoffen und als Möglichkeit, die Auswirkungen der Treibhausgasemissionen einzudämmen, die Menge an Helium, die dies tun würde gefördert werden, wären höchstens einige hunderttausend Tonnen, was im Verhältnis zur Mondmasse unbedeutend ist.

Extrahieren anderer Elemente

Der Mond ist 73 q Tonnen schwer, also würde es 220 Millionen Jahre dauern, um nur 1 % seiner Masse zu verbrauchen, wenn man davon ausgeht, dass jeden Tag 1 Tonne entfernt wird. ⁴

Quelle: 911 Metallurgist, gepostet von JPL NASA ⁴

Es muss eine Kosten-Nutzen-Bestimmung darüber getroffen werden, ob die Risiken, die mit der Verursachung eines gewissen Ausmaßes an veränderter Umlaufbahn oder der Beeinflussung der Gravitationsgezeiten verbunden sind, den Wert wert sind, der durch die Gewinnung der natürlichen Elemente auf dem Mond entsteht. Es scheint, dass das Risiko sehr gering ist, wenn man davon ausgeht, dass die Entfernungsrate konstant und langsam ist. Bei einigen Dingen, wie REM / Lanthaniden, sieht das Risiko-Ertrags-Verhältnis ziemlich attraktiv aus, weil sie wertvoll sind, aber nur einen unbedeutend kleinen Anteil der Masse ausmachen. Aber das gleiche könnte man über Titan, Eisen und Silizium nahe der Oberfläche sagen.

Ja, die Leute meinen es ernst mit dem Abbau des Mondes. Hier ist ein US-Regierungsvertrag . (Derzeit inaktiv, da es herausgegeben wurde und 2020 fällig ist.) Aber es stellt eine ernsthafte Werbung und Angebotsanfrage dar.

Ein Auszug aus der Zusammenfassung:

Die NASA/NSSC hat eine Anforderung für den Kauf von Lunar Regolith und/oder Gesteinsmaterialien vom Auftragnehmer.

Es enthält lustige Dinge wie diese: ( die ich auszugsweise und neu formatiert habe, um kurz zu sein )

Der Auftragnehmer muss:

• Sammeln Sie 50 g bis 500 g Mond-Regolith und/oder Gesteinsmaterialien („Gesammeltes Material“) von der Mondoberfläche (Luna).

• Sie sind verantwortlich für die Durchführung aller erforderlichen Aktivitäten, einschließlich:

  • Bestimmung von Methode(n), Bereitstellung und/oder Entwicklung von Ausrüstung, Einsatz/Start/Landung und Betrieb aller Systeme, die für die Methode(n) des Auftragnehmers erforderlich sind. (Dieser Kauf beinhaltet nicht die Entwicklung, Produktion oder den Start von Raumfahrzeugen)
  • ...

Beachten Sie, dass 500 g keine mondtaumelnde Masse ist.

Es kommt wirklich auf die Pläne zukünftiger Weltraumforscher an und welche Ressourcen auf dem Mond verfügbar wären und wie nützlich sie sein könnten.

Derzeit gibt es viele Vielleichts. Der Mond hat Wasserressourcen (wie Eis), er hat auch Helium 3 und Titan . Wir wissen nicht, ob einige von ihnen in wirtschaftlichen Mengen vorhanden sind oder wie einfach oder schwierig es wäre, die Ressourcen abzubauen und zu verarbeiten. Eis und Titan wären jetzt und in Zukunft nützlich. Helium 3 ist jedoch derzeit für einige ein Traum. Wir müssen zuerst beweisen, dass wir den immer schwer fassbaren nachhaltigen Kernfusionsreaktor bauen können .

Materialien für die Weltraumforschung auf der Erde zu beschaffen und ins All zu schicken, ist teuer, teilweise aufgrund der Schwerkraft auf der Erde. Die Schwerkraft des Mondes ist$\frac{1}{6}$die der Erde, die es einfacher macht, Dinge vom Mond in den Kosmos zu bringen.

Sachen, die vom Mond abgebaut und in den Weltraum geschickt werden, bedeuten, dass einige Sachen, die auf der Erde abgebaut werden könnten, auf der Erde verwendet werden. Das können wir brauchen.

Wenn wir die Erforschung des Weltraums fortsetzen und unsere Bemühungen ausweiten wollen, sind der Abbau von Mond, Mars, Asteroiden oder was auch immer für kosmische Ressourcen da draußen sind, alle möglichen Optionen, aber wir müssen zuerst quantifizieren, welche Ressourcen verfügbar sind, und das wird weitere zusätzliche teure Erkundungen erfordern.

Das Fliegen einer Sonde über den Mond kann uns sagen, welche Ressourcen auf der Oberfläche des Mondes als dünne Schicht vorhanden sind . Es gibt uns nicht die Tiefe solcher Ressourcen, die erforderlich ist, um Mengen anzugeben. Außerdem wissen wir nichts über die potenziellen unterirdischen Ressourcen auf dem Mond oder anderswo. Gibt es Kupfer, Zink oder Nickel 100 Meter unter der Oberfläche oder tiefer? Wir brauchen Bohrgeräte, die uns dieses Wissen vermitteln.

Es ist eine rekursive Catch 22- Situation, wir brauchen Finanzierung und Initiative, um Potenziale zu erkunden und zu entdecken. Wir müssen dann entscheiden, was dieses Wissen und entdeckte Potenzial sein kann und ob es sich lohnt, den Zyklus für mehr Wissen und Potenzial zu wiederholen. Nach einer Reihe von Iterationen wird jemand entscheiden, ob eine Mine auf dem Mond oder anderswo errichtet wird. Seine Leistung wird Entscheidungen über andere potenzielle Minen auf dem Mond und anderswo beeinflussen.

Es könnte richtiger sein zu sagen, dass es Menschen gibt, die ernsthaft die Idee mögen , den Mond abzubauen. Es gibt keine seriösen Raumfahrtprogramme oder kommerzielle Unternehmen, die dies versuchen. Es sei darauf hingewiesen, dass die NASA und andere Weltraumprogramme die Ressourcennutzung vor Ort betrachten, abgesehen davon, dass sie die Idee einer Zukunft fördern - schließlich - in der der Abbau weltraumbasierter Ressourcen kommerziell rentabel sein könnte.

Die In-situ-Ressourcennutzung ist technisch "Mining", jedoch in sehr kleinem Maßstab - entweder um Nutzlasten zu reduzieren/die Gesamtmissionsfähigkeiten zu verbessern oder als Experimente, die zeigen sollen, dass es möglich ist, die Gesamtmissionsfähigkeiten durch solche Mittel zu verbessern. Dies ermöglicht die Nutzung von Bodenschätzen, die sonst wirtschaftlich nicht tragbar wären – im Endeffekt im Wettbewerb mit hohen Start- und Transportkosten, nicht mit den Kosten der Bodenschätze der Erde. Ein wirtschaftlich tragfähiger kommerzieller Bergbau, der Mondmineralien für die Verwendung durch eine kommerziell tragfähige Weltraumindustrie oder den Export zur Erde ausbeutet, geht weit über die derzeitigen Möglichkeiten hinaus.

Es sollte beachtet werden, dass auf dem Mond keine außergewöhnlichen Bodenschätze von hohem wirtschaftlichem Wert gefunden werden – und es ist sehr unwahrscheinlich, dass hochgradige Erzkörper wie der Abbau auf der Erde ausgebeutet werden; die geologischen Prozesse, die sie auf der Erde gebildet haben, fehlen größtenteils. Das Vorhandensein wertvoller Mineralien in geringen Konzentrationen reicht nicht aus, um sie nutzbar zu machen. Bedenken, dass so viel Bergbau betrieben werden könnte, dass die Umlaufbahn des Mondes verändert werden könnte, haben keine wirkliche Grundlage – es gibt dort keine Bodenschätze von ausreichendem Wert oder Überfluss, noch technologische Möglichkeiten, dies zu tun.

Es scheint wahrscheinlich, dass hohe Konzentrationen von Nickel-Eisen (das Metalle der Platingruppe mit mehreren zehn ppm enthalten kann) in Einschlagskratern gefunden werden, aber das könnte das beste kommerzielle Erz sein, das es gibt – und das kann in vielen gefunden werden Eine größere Menge an Asteroiden und die darin enthaltenen Metalle können auf der Erde zu viel geringeren Kosten gefunden und ausgebeutet werden.

Entfernen seiner Masse

Ich denke, das Problem hier ist, die Bedeutung von "Mining" in diesem Zusammenhang zu verstehen.

Selbst auf der Erde entfernt der Bergbau nicht die GESAMTE Masse, sondern nur den wertvollen Teil. Ein großer Teil (manchmal das meiste) des „abgebauten“ Materials (wie in „aus dem Boden gehoben“) ist wertloser Schmutz, der direkt neben der Mine auf Haufen abgeladen wird. Selbst wenn Sie also eine Erdmine nehmen und sie auf magische Weise auf dem Mond anbringen würden, würde dies nicht die gesamte verarbeitete Masse entfernen, sondern nur einen Teil davon.

Der Abbau auf einem entfernten Himmelskörper unterscheidet sich stark vom Abbau auf der Erde, da die Kosten für den Transport des Materials zurück zur Erde Ihren Geschäftsplan dominieren. Das bedeutet, dass wir unter „Mining“ „Mining and Refining“ verstehen. Mit anderen Worten: Um Transportkosten einzusparen, würden wir hart daran arbeiten, die wertvollsten Bits zu extrahieren und nur sie zu versenden. Die überwältigende Mehrheit der Masse bleibt an Ort und Stelle, als hässliche Haufen erschöpften Drecks.

Selbst wenn wir in der Lage wären, die gesamte Masse des Mondes zu verarbeiten (was wir, wie andere Antworten zeigen, nicht einmal annähernd in der Nähe sind), würden wir den größten Teil der Masse dort belassen. Der Mond nach dem Bergbau wäre ein kugelförmiger Hügel aus loser Erde, aber seine eigene Schwerkraft würde ihn zusammenhalten, anstatt die Erde zu bombardieren. Und es würde der Erde weiterhin alle Vorteile der Gravitationsbegleitung bieten.

Die üblichen Materialien auf dem Mond (sowie Asteroiden, aber die meisten guten sind viel weiter entfernt und momentan nicht praktikabel) sind für Menschen sehr nützlich und auf dem Mond weitaus zugänglicher als auf der Erde (das meiste Material der Erde ist drin dessen Mantel oder Kern). Der Abbau dieser Materialien auf der Erdkruste verursacht eine enorme Umweltverschmutzung, die innerhalb von Jahrzehnten töten wird, und nicht in den Jahrtausenden (bei unserer derzeitigen Materialverbrauchsrate), die es dauern würde, um die Umlaufbahn des Mondes durch den Abbau zu verändern.

"Ich meine, Leute: Der Mond ist eigentlich verdammt klein"

Der Mond ist nach unseren Maßstäben riesig, mehr als groß genug, um den materiellen Bedarf der Menschheit für Jahrhunderte mit fast unveränderter Masse zu decken (natürlich werden wir technologisch vorankommen, aber das bedeutet auch, in den Asteroidengürtel zu gehen, um noch mehr Materialien zu erhalten). .

Abschluss:

Unser derzeitiges technologisches "Können" wird kaum einen Kratzer auf dem Mond hinterlassen, sollten wir dort Materialien abbauen. Die eigentlichen schrecklichen Nachwirkungen sind, wenn wir nicht zum Mond zurückkehren, um Minen abzubauen, und unseren Planeten weiter vergiften. Machen Sie sich keine Sorgen, dass die Menschheit der fernen Zukunft die Umlaufbahn des Mondes verändern könnte. Machen Sie sich jetzt Sorgen um uns, wie wir unseren eigenen Planeten aus Verzweiflung nach Ressourcen vergiften. Je früher wir den Bergbau auf der Erde beenden und mit dem Bergbau auf dem Mond beginnen, desto besser.