- Zijn planeten, manen en asteroïden onze nieuwe vliegende platinamijnen?
- Het is niet alleen goud wat daar blinkt: er is ook water
- De 16 Psyche asteroïde zou een springplank kunnen zijn naar het buitenste zonnestelsel
- De ruimte is misschien de enige uitweg die we hebben
We denken niet veel na over asteroïden, tenzij we horen dat er eentje ‘dichtbij’ de aarde komt. Een enorme asteroïde-inslag is echt een doemscenario. Maar asteroïden zijn niet alleen een bedreiging. Ze zijn misschien ook wel de sleutel tot de toekomst van de mensheid. Nog even en we hebben alle schaarse hulpbronnen op aarde opgebruikt, waardoor we regelrecht op het eind van ons bestaan afstevenen. Net als de dinosaurussen die als gevolg van een asteroïde-inslag uitstierven, alleen gaat het bij ons niet in één klap. We hebben dus nog tijd om alternatieve bronnen te vinden voor de materialen die we nodig hebben. Asteroïden blijken enorme clusters te zijn van de zeldzame metalen die we nu op aarde mijnen. Als we deze (grond)stoffen uit de ruimte kunnen halen, kunnen we de opwarming van de aarde vertragen of misschien zelfs stopzetten. Bovendien bevatten asteroïden componenten van de brandstof die ruimteschepen nodig hebben om hen te bereiken en dat maakt de ontwikkeling van ruimtemijnbouwtechnologie wel erg aantrekkelijk.
Maar de potentiële minerale rijkdom die ruimtemijnbouw zou opleveren valt in het niet vergeleken bij de echte waarde van asteroïden: het zijn belangrijke waterbronnen die ruimteverkenning mogelijk maken. Visionarissen als Stephen Hawking waarschuwen dat naast het feit dat we onze planeet langzaam vernietigen, ook de kans op een kosmische ramp op de lange termijn groot is. Zelfs als we onze slechte gewoontes veranderen, biedt de Aarde de mensheid maar een tijdelijke toevlucht. Om de toekomst van onze ‘soort’ veilig te stellen, moeten we dus de ruimte in.
Zijn planeten, manen en asteroïden onze nieuwe vliegende platinamijnen?
Planeten, manen en asteroïden beloven veel minerale rijkdommen aan de bedrijven die de expertise en technologie ontwikkelen om ze te exploiteren. Omdat zeldzame metalen als platina en palladium op asteroïden in overvloed aanwezig zijn, voorspellen experts dat de begindagen van de ruimtemijnbouw en dit nieuwe tijdperk van exploratie veel weg zullen hebben van de goudkoorts van 19e eeuw. Planetary Resources, een ruimtemijnbouwstartup die gesteund wordt door de regering van Luxemburg en door Larry Page en Eric Schmidt van Google, schat de minerale waarde van één van deze asteroïden, de 2011 UW158, op $5 miljard. Dit zwevende stuk rots en metaal is als het ware een vliegende platinamijn. Dit soort asteroïden, die dichter bij de zon staan dan Mars, zijn vaak rijk aan zeldzame metalen en daardoor aantrekkelijk voor bedrijven met de handelsgeest om ze te exploiteren.
In plaats van deze materialen naar de Aarde te transporteren, gelooft Chris Lewicki, president en CEO van Planetary Resources, dat ruimtemijnbouw in de ruimte moet plaatsvinden. Omdat kosten voor ruimtetransport hoog op kunnen lopen denkt hij eerder aan ruimtegebaseerde constructie. Met behulp van grootschalige 3D printers kan bijna alles wat we daar nodig hebben voor exploratie ter plekke worden gebouwd. Als je eenmaal in de ruimte bent, zegt Lewicki, “ben je al halverwege waar dan ook in het zonnestelsel.”
Het is niet alleen goud wat daar blinkt: er is ook water
Platina en titanium zijn uiteraard potentieel winstgevend, maar er is iets in de ruimte dat nog veel waardevoller is: water. Jim Keravala, chief operating officer van Shackleton Energy, is nog zo’n pionier in de ruimtemijnbouw. Hij is zeer geïnteresseerd in de maan en het ijs wat in het gekraterde oppervlak opgesloten zit, verborgen voor de zon in diepe poelen van permanente schaduw.
Om te begrijpen waarom hij hier zo geïnteresseerd in is, is het belangrijk om te weten dat één enkele astronaut in het internationale ruimtestation bijna 117 liter water per maand nodig heeft. Dat lijkt misschien niet veel, maar elke druppel daarvan moet van de aarde naar de ruimte getransporteerd worden – een kostbare aangelegenheid. Een watervoorraad voor zes maanden naar Mars sturen zou bijvoorbeeld bijna $50 miljoen kosten. Deze uitdaging vormt een onoverkomelijke barrière voor toekomstige ruimtereizen en het vinden van een buitenaardse waterbron wordt dan ook steeds belangrijker.
Om een raket de ruimte in te sturen, moeten ingenieurs grote stuwkracht genereren. Hoe groter en zwaarder de raket, des te meer energie er nodig is. Dat klinkt misschien voor de hand liggend, maar die energie komt uit raketbrandstof, en die is ook zwaar. Een raket, gevuld met water én met extra brandstof om dat water te vervoeren, dat leidt tot een tegenintuïtieve figuur: meer dan 90 procent van het gewicht van een ruimtevaartuig bestaat uit brandstof. Zelfs voor reizen naar onze dichtstbijzijnde buren als Mars kunnen we niet genoeg brandstof meenemen – omdat we brandstof nodig hebben om die brandstof te vervoeren. Het is een wrede paradox van de planetaire natuurkunde.
Een betere strategie is om het gewicht van het ruimtevaartuig te minimaliseren, waardoor het makkelijker en veel goedkoper wordt om in de ruimte te komen. Dan kan water, gemijnd op de maan, met behulp van elektrolyse – een proces waarin water wordt verdeeld in waterstof en zuurstof – omgezet worden in raketbrandstof. Experts zijn het erover eens: als we Mars en de rest van het zonnestelsel willen verkennen, is het gewoon niet praktisch om dit vanaf de aarde te doen. Wat we nodig hebben zijn tankstations op de lage omloopbanen (LEO) – tussen de Aarde en de maan – waar gewicht geen rol speelt. Zo kunnen we de astronauten die de ruimtevaartuigen besturen voorzien van het water en de zuurstof die ze nodig hebben.
De 16 Psyche asteroïde zou een springplank kunnen zijn naar het buitenste zonnestelsel
Maar als we dieper de ruimte ingaan zijn deze LEO-stations niet toereikend. Ruimtemijnbouw-experts hebben het al een tijdje over de 16 Psyche, een massale asteroïde die de ijzeren kern lijkt te zijn van een protoplaneet. De 16 Psyche is de enige van dit soort tot nu toe gevonden en is niet alleen een wetenschappelijke rariteit, het is ook een potentiële proeftuin voor ruimtemijnbouw. In oktober 2016 ontdekte de NASA Infrared Telescope Facility water (of hydroxyl-ionen) op de 16 Psyche, waarschijnlijk als gevolg van botsingen met kleinere watervoerende asteroïden. In oktober 2023 heeft NASA een missie naar 16 Psyche gepland die ergens in 2030 moet aankomen. Lindy Elkins-Tanton, de voornaamste onderzoeker van dit project, verklaart: “Als blijkt dat we deze asteroïde makkelijk kunnen mijnen en we de minerale bronnen kunnen omzetten in water, dan zou de Psyche de perfecte springplank kunnen zijn voor het buitenste zonnestelsel, een tweede tankstop die het mogelijk maakt om het zonnestelsel nog verder te verkennen.
Onderzoekers zijn druk bezig met de ontwikkeling van technologie waarmee we asteroïden kunnen exploiteren voor hun water. Het Spider Water Extraction System, bijvoorbeeld, is het resultaat van de samenwerking tussen NASA, KSC Swampworks, Honeybee Robotics en de Embry-Riddle Aeronautical University. De SPIDER is een lichtgewicht ruimteschip dat in staat is om op een asteroïde te landen en ijsbodemmonsters te nemen. Projecten als de SPIDER en de Psyche van NASA leiden de weg naar de diepe ruimte.
De ruimte is misschien de enige uitweg die we hebben
De meeste mensen vinden ruimteverkenning niet echt een prioriteit. Maar zoals Stephen Hawking, de beroemde natuurkundige en meester in de wiskunde, waarschuwt, “… de lange termijn toekomst van de mensheid ligt in de ruimte. Het zal in de komende honderd jaar al moeilijk genoeg zijn om rampen op Aarde te vermijden, laat staan in de volgende duizend of miljoenen jaren. Het menselijk ras moet niet op één paard – of op één planeet – wedden.” Het stichten van Mars- of maankolonies is niet alleen wetenschappelijk gezien een logische stap, het is een slimme manier om ons te behoeden voor een wereldwijde catastrofe.
Voordat we dat kunnen doen moeten we ons echter eerst focussen op die vliegende stukken rots tussen de zon en Mars. Het zijn de ijsrijke asteroïden die de minerale rijkdom bevatten om ruimte-exploratie mogelijk te maken. Zij bevatten het water dat we nodig hebben om het zonnestelsel te koloniseren en de toekomst van het menselijk ras veilig te stellen. De eerste stappen in deze richting zijn al genomen met investeringen in de technologie die deze droom kunnen realiseren.
