211service.com
Asteroidbrytning kan faktiskt vara bättre för miljön
För en viss typ av investerare är asteroidbrytning en väg till otaliga rikedomar. Astronomer har länge vetat att asteroider är rika på annars knappa resurser som platina och vatten. Så en uppenbar idé är att bryta det här och återföra det till jorden – eller, i fallet med vatten, till en månbas eller en rymdstation som kretsar runt jorden.
Det råder ingen brist på intresset för dessa satsningar. Under det senaste decenniet har investerare finansierat ett halvdussin företag som har siktet inställt på olika närliggande klippor. För många observatörer är det bara en tidsfråga innan ett sådant uppdrag får grönt ljus.
Men vinstmarginalerna är bara en del av bilden. En potentiellt viktigare aspekt av dessa uppdrag är den påverkan de kommer att ha på jordens miljö. Men ingen har bedömt denna miljöpåverkan i detalj.
Idag förändras det tack vare Andreas Heins och kollegors arbete vid universitetet i Paris-Saclay i Frankrike. De här killarna har beräknat utsläppen av växthusgaser från asteroidgruvor och jämfört dem med utsläppen från liknande jordbaserade aktiviteter. Deras resultat ger några ögonbrynshöjande insikter om fördelarna som asteroidutvinning kan ge.
Beräkningarna är relativt enkla. Raketuppskjutningar släpper ut betydande mängder växthusgaser i atmosfären. Bränslet ombord på det första steget av en raket brinner i jordens atmosfär och bildar koldioxid. För fotogenbrännande raketer skapar ett kilo bränsle tre kilo CO2. (De andra och tredje stegen fungerar utanför jordens atmosfär och kan därför ignoreras.)
Återinträden är lika skadligt. Det beror på att en betydande massa av ett återinträdande fordon ablaterar i den övre atmosfären och producerar NOx som lustgas (N2O), en växthusgas som är cirka 300 gånger mer potent än CO2. Enligt en uppskattning släppte rymdfärjan cirka 20 % av sin massa i form av N2O varje gång den återvände till jorden.
Hein och co använder dessa siffror för att beräkna att ett kilogram platina utvunnet från en asteroid skulle släppa ut cirka 150 kilogram CO2 i jordens atmosfär. Men stordriftsfördelar från stora asteroidgruvor kan sänka detta till cirka 60 kg CO2 per kilogram platina.
Det måste jämföras med utsläppen från jordbaserad gruvdrift. Här genererar platinabrytning betydande växthusgaser, mestadels från den energi som krävs för att ta bort dessa saker från marken.
Faktum är att siffrorna är enorma. Gruvindustrin uppskattar att produktion av ett kilo platina på jorden släpper ut cirka 40 000 kilo koldioxid. Den globala uppvärmningseffekten av jordbaserad gruvdrift är flera storleksordningar större, säger Hein och co.
Siffrorna för vatten är också uppmuntrande. I det här fallet beräknar författarna utsläppen av växthusgaser från en asteroidbrytning som återför vatten till var som helst inom månens bana, en så kallad cis-månbana. De jämför detta med utsläppen från att skicka samma volym vatten från jorden till omloppsbana.
Den stora skillnaden är att ett vattenförande fordon från jorden bara kan dra en liten andel av sin massa som vatten. Men en rymdfarkost som utvinner asteroider kan transportera en betydande multipel av sin massa som vatten till en cis-månbana. Betydande besparingar i utsläpp av växthusgaser kan uppnås, säger Hein och co.
Detta intressanta arbete bör hjälpa till att fokusera på miljöpåverkan från gruvdrift, som snabbt ökar i profil. Men det är bara ett första steg. Det finns en betydande osäkerhet i siffrorna här, så dessa måste förstås bättre.
Andra faktorer kommer också så småningom att behöva beaktas. Den jordbundna gruvindustrin skulle kunna bli mer miljövänlig genom att använda förnybar energi snarare än att bränna kol för att generera kraft (som det gör i Sydafrika). Raketuppskjutning kan också bli grönare om mer miljövänliga bränslen utvecklas. Båda dessa saker skulle förändra siffrorna.
Det finns också utsläpp som denna analys inte tar hänsyn till. Det inkluderar till exempel inte utsläppen från uppdragskontroll på jorden eller från konstruktion av avfyrningsramper. Sedan finns det de pågående effekterna av raketuppskjutningar på ozonskiktet, som också måste beaktas.
Så det finns mer att göra. Men Hein och co har tagit ett betydande första steg mot realistiska miljömässiga livscykelbedömningar för asteroidbrytning, en uppgift som säkerligen kommer att bli mer pressande när denna industri mognar.
Ref: arxiv.org/abs/1810.04749 : Utforska potentiella miljöfördelar med Asteroid Mining