Množstvo nerastných surovín na Zemi je obmedzené a ťažobný priemysel je obrovským znečisťovateľom ovzdušia a ničiteľom prírody, informuje WorldAtlas. Jedným z riešení, ktoré postupne naberajú na obrátkach a získavajú čoraz väčšie množstvo podporovateľov, je ťažba asteroidov.

Mnohé z nich majú oveľa viac vzácnych kovov, než ľudstvo spotrebuje za milióny rokov – ich extrakcia ale nie je vôbec tak jednoduchá, ako sa na prvý pohľad zdá.

Prekonanie zemskej gravitácie je náročné a drahé, niektorí navrhujú presunúť do vesmíru celý ťažký priemysel. Za týmto účelom vznikajú mnohé firmy, niektoré už stihli skrachovať. Sen o tomto megaprojekte napriek tomu nezmizol a snaženie o využitie surovín z vesmíru naďalej pokračuje – a revolúcia v kozmických letoch mu hrá do kariet.

Milióny ton platiny, zlata či kobaltu sú rozsiate po celej slnečnej sústave

Podľa jednej zo štúdií Medzinárodnej astronomickej únie dosahuje hmotnosť hlavného pásu asteroidov až 243 000 000 000 000 000 ton (243 biliárd ton / 12,25 x 10^-10 hmotnosti Slnka). Aj keď značnú časť tejto masy tvoria najmä pomerne nezaujímavé horniny, niektoré asteroidy sú bohaté na vzácne kovy.

ESO/M. Kormesser

Jedným z takýchto asteroidov je aj 16 Psyche, ktorý objavil taliansky astronóm Annibale de Gasparis v roku 1852. S priemerom približne 225 km a hmotnosťou vyše 24 biliárd ton je jedným z najmasívnejších asteroidov našej slnečnej sústavy, pričom tvorí približne 1% hmotnosti pásu asteroidov.

Psyche je podľa odborníkov obnažené jadro protoplanéty a jeho povrch je až z 90% tvorený kovmi. Drvivá väčšina týchto kovov je zrejme železo a nikel, asteroid však obsahuje aj minerály skupiny pyroxénu. Tie obsahujú vzácne a pre moderné technologické inžinierstvo dôležité prvky ako kobalt, titán, vanád či hliník.

Odhadovaná hodnota vzácnych kovov asteroidu Psyche sa podľa Oil Price pohybuje na úrovni ~575 triliónov €. Aj keď znie toto číslo pôsobivo a bez najmenších pochybností aj lákavo, realita tak ružová nie je – aspoň zatiaľ.

NASA

Ceny letov do vesmíru, kapacita rakiet a riziká

Prvý krok projektu máme za sebou – stanovili sme si jasný cieľ. Teraz však prichádza tá náročná časť a my musíme nájsť spôsob, ktorým ho uskutočniť. Azda prvou prekážkou, na ktorú narazíme, je cena letov do vesmíru. Do kariet nám síce hrá prebiehajúca revolúcia a intenzívny pokrok, ktorý znížil mnohonásobne znížil ceny, no aj tak však ide o astronomické čiastky.

Legendárny Raketoplán vyniesol kilogram nákladu na nízku obežnú dráhu Zeme za 45 000 €. Ako informuje NASA, čiastočne opakovateľne použiteľná raketa Falcon 9 to dnes zvládne len za asi 2300 €, čo je približne 20-krát nižšia cena. Falcon Heavy vynesie kilogram nákladu dokonca len za 2000 €.

Štart rakety Falcon Heavy s rideshare misiou STP-2 na palube. SpaceX / Flickr

Bohužiaľ však nie je možné zarezervovať si dedikovaný let na obrovskej rakete, vyslať na obežnú dráhu jeden kilogram a zaplatiť len túto cenu. Štart rakety je nutné zaplatiť a jeho cena sa líši podľa cieľovej destinácie, počtu zákazníkov (rideshare misie) a podobne. A je to práve Falcon Heavy, ktorý má dostať sondu k už spomínanému asteroidu Psyche.

Odštartovať má v auguste roku 2022 a jej cena dosahuje, aj s prídavnými nákladmi, 96 miliónov €. A toto nie je suma za 63 800 kg, ktoré Falcon Heavy ponúka. Táto kapacita sa totiž týka len nízkej obežnej dráhy Zeme. Napríklad na prechodovú dráhu ku geostacionárnej orbite (GTO) vynesie táto raketa „len“ 26 700 kg a k Marsu 16 800 kg. Asteroid Psyche sa však nachádza ešte ďalej, medzi Marsom a Jupiterom.

Konštrukcia sondy Psyche. Zdroj: NASA / JPL-Caltech

Ťažba asteroidov sa zamotáva, náklady sú vysoké a nemáme potrebnú techniku

Len pre uvedenie jasného príkladu ale buďme zhovievaví a povedzme, že dostaneme k Psyche 20 ton za sumu 100 miliónov €. V tejto cene nie sú započítané náklady na vývoj a konštrukciu celej mašinérie, ktorá je potrebná k ťažbe a extrakcii potrebných surovín.

V prípade sondy Psyche je to ďalších 700 miliónov €, ktorá však váži len 2600 kg, z ktorých len 30 kg tvorí užitočný vedecký náklad. Sonda Psyche má okrem iného využiť aj iónový pohon, ktorý dnes využíva nová vesmírna stanica Číny a má zásadne skrátiť cesty na Mars.

Psyche má asteroid len obiehať, pre ťažbu surovín je ale nutné nadviazať s ním priamy fyzický kontakt. Náš systém teda musí zvládnuť stabilne pristáť na nerovnom povrchu, bezpečne sa prichytiť a začať s ťažbou. Ani tam však jeho požadované kapacity nekončia. Niektoré materiály je nutné extrahovať a premeniť na čosi užitočné a následne ich poslať naspäť na Zem. Ak boli naše doterajšie prekážky gigantické, táto má skutočne galaktické rozmery.

Dnes už zrušená misia ARM, ktorá mala presmerovať asteroid a pripraviť ho pre výskum astronautmi. Zdroj: NASA

Nie nadarmo sme dodnes dopravili na Zem len zopár gramov vzoriek z asteroidov. Postarali sa o to sondy ako Hayabusa-2 so vzorkami z asteroidu Ryugu a OSIRIS-REx, ktorá dopraví 200 – 400 gramov vzoriek na Zem v septembri roku 2023. Tie odobrala z asteroidu Bennu, ktorého časť obežnej dráhy je veľmi blízka k obežnej dráhe Zeme (v porovnaní s asteroidom Psyche).

Prečo nosiť materiál na Zem? Blue Origin má drastickejšie riešenie

S iným riešením prišla spoločnosť Blue Origin a jej zakladateľ Jeff Bezos. Ten chce presunúť do kozmu celý ťažký priemysel a ochrániť tak Zem pred jeho škodlivými vplyvmi a dopadmi. Ambície jeho spoločnosti sú obrovské, čelí však obrovskej kritike kvôli nedostatku reálnych výsledkov.

Aj keď táto firma zatiaľ obežnú dráhu nedosiahla, jej myšlienku môže ďalej rozvinúť práve SpaceX, ktorý po Falcon Heavy pripravuje raketu Starship. Jej štart má stáť len dva milióny amerických dolárov a po dočerpaní paliva na orbite dostane 100 ton nákladu kamkoľvek vo vesmíre (cena narastá v dôsledku potreby dodatočných štartov pre spomínané dočerpanie paliva).

SpaceX

Ak vezmeme do úvahy potenciálne a pravdepodobné pokroky v robotike a materiálovom inžinierstve, je teoreticky možné skonštruovať na vhodnom vesmírnom telese základňu, ktorá je zároveň továrňou. Štarty zo Zeme sú kvôli vysokej gravitácie náročné, z Mesiaca však mnohonásobne jednoduchšie. Palivo navyše dokážeme vyprodukovať aj tam a vďaka najnovším technológiám aj materiály ako železo, hliník či titán.

Ide síce o veľmi vzdialenú budúcnosť, v takomto prípade je ale možné produkovať rakety priamo na Mesiaci, kde je potreba paliva pre štart oveľa nižšia a teda drasticky narastá kapacita nákladu. Palivovo a hmotnostne je menej náročné aj pristátie na lune, keďže jej gravitácia je oveľa nižšia a nemá atmosféru. Riešením sú aj asteroidy obsahujúce vodu, o ktorých existencii už vieme a majú potenciál poskytnúť ťažobným sondám palivo na spiatočnú cestu, píše Phys.org.

ISAS-JAXA

Ťažba asteroidov je lákavá aj pre súkromný sektor, niektoré firmy už zmizli

Psyche nie je jediný asteroid bohatý na vzácne materiály a naša slnečná sústava sa nimi len hemží. Aj preto za účelom ich ťažby vzniklo množstvo startupov a firiem, z ktorých niektoré sa dostali pomerne ďaleko.

Napríklad spoločnosť Planetary Resources dokázala dostať do vesmíru dve svoje testovacie kozmické lode, o ich úspechoch však mlčala. Nakoniec sa ukázalo, že ťažba asteroidov je zatiaľ finančne neúnosná a Planetary Resources odkúpila spoločnosť ConsenSys.

Zatiaľ existujúci je ale startup Asteroid Mining Corporation. Táto škótska firma vznikla v roku 2016 a na Zem chcú dopraviť 20 ton platiny, čo je asi 10% ročných dodávok tohto vzácneho kovu – ich cieľom je rok 2035 a startup sa zatiaľ nachádza len na svojom začiatku.

Aj keď ťažba asteroidov môže vyzerať ako sci-fi, skôr či neskôr pôjde o nevyhnutné odvetvie priemyslu. Celosvetové rezervy platiny totiž predstavujú len 69 000 ton, pričom 95 % z nich sa nachádza v Južnej Afrike, informuje Statista. Najlepšie na tom nie je ani irídium, ktorého je na Zemi 10-násobne menej, než platiny.

1,5 tonový blok vytvorený 3D tlačením zo simulovaného mesačného prachu. Zdroj: ESA

V konečnom dôsledku ostáva väčšina zodpovednosti na ramenách súkromného sektoru. Vedci totiž potrebujú len vzorky pre svoj výskum a experimenty, na aktívnu ťažbu nemajú žiadne vážne dôvody a to ani počas kolonizácie Mesiaca či Marsu – tam totiž využijeme materiály, ktoré sú dostupné lokálne.

Obrovské zásoby vzácnych kovov máme aj na Zemi – napríklad 20 miliónov ton zlata v oceánoch, ako upozorňuje Forbes. Problémom je ale jeho extrakcia, keďže sa nachádza priamo vo vode a nemáme k dispozícii efektívnu metódu na jeho oddelenie.

Ak príde správna chvíľa, lety do vesmíru budú dostatočne spoľahlivé a lacné a ťažba asteroidov sa ukáže ako výnosná, o vzniku nového odvetvia priemyslu nemusíme pochybovať. Dovtedy nám však neostáva nič iné, než sledovať mnohé moderné startupy a firmy, ktoré sa snažia v tomto odvetví preraziť. Alebo sa súčasťou takéhoto startupu stať či ho dokonca založiť – základom je predsa stanoviť si cieľ.