Górnictwo atmosferyczne

Wydobywanie atmosferyczne to proces wydobywania cennych materiałów lub innych nieodnawialnych zasobów z atmosfery. Ze względu na obfitość cząsteczkowego wodoru i helu na zewnętrznych planetach Układu Słonecznego postęp technologiczny może ostatecznie sprawić, że wydobywanie ich atmosfery stanie się korzystną alternatywą dla wydobywania powierzchni lądowych.

Wykonalność górnictwa atmosferycznego

Chociaż atmosferyczne wydobycie planet zewnętrznych jeszcze się nie rozpoczęło i byłoby trudne przy obecnej technologii, istnieje pewna zgoda co do tego, że wyzwania techniczne nie są nie do pokonania. Wyłączając Słońce, rezerwy wodoru i helu, w szczególności którejkolwiek z planet zewnętrznych, są o rząd wielkości większe niż wszystkie inne znane ciała niebieskie w Układzie Słonecznym razem wzięte. Tak więc, jeśli i kiedy wydobycie atmosferyczne stanie się wykonalne, potencjalne korzyści mogą być ogromne.

Podstawową barierą technologiczną uniemożliwiającą wykonalność pozaziemskiego wydobycia atmosferycznego jest obecny brak energii termojądrowej . Jeśli i kiedy to wyzwanie zostanie przezwyciężone, atmosfery planet zewnętrznych zawierają obfite rezerwy paliwa i zapewniłyby, że takie wydobycie przyniosłoby zwrot energii o wiele rzędów wielkości większy niż energia potrzebna do wydobycia takich zasobów. Spośród planet zewnętrznych Uran i Neptun byłyby najłatwiejszymi planetami do wydobywania gazu ze względu na ich mniejszy odwiert grawitacyjny . Jowisz i Saturn są bliżej Ziemi, ale Jowisz ma dużą grawitację i potężną magnetosferę , z którą musi sobie radzić, a poruszanie się przez pierścienie Saturna może być trudne . Jednak Uran jest prawdopodobnie planetą, na której wydobycie atmosferyczne jest najbardziej odpowiednie. Wynika to z ekstremalnie wysokich prędkości wiatru na Jowiszu, Saturnie i Neptunie, które mogą potencjalnie uszkodzić lub zniszczyć wszelkie misje wydobywcze. Uran, choć ma również duże prędkości wiatru, ma znacznie bardziej umiarkowany klimat.

Jeśli chodzi o atmosferę ziemską, najbardziej rozpowszechnioną propozycją jest możliwość wydobywania z niej dwutlenku węgla w celu produkcji paliwa i/lub innych produktów opartych na węglu, takich jak tworzywa sztuczne. Główną zaletą związaną przede wszystkim z produkcją trwałych materiałów jest to, że ich produkcja w wystarczającej ilości spowodowałaby długoterminową redukcję poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze. Wadą takiego schematu jest to, że wymagałby stałego źródła energii. Energia potrzebna do wytworzenia tworzyw sztucznych itp. z atmosferycznego dwutlenku węgla jest wielokrotnie większa niż energia potrzebna do wytworzenia tych samych materiałów ze paliw kopalnych , a każde wyprodukowane paliwo zawierałoby tylko ułamek energii potrzebnej do jego wyprodukowania. Jednak jeśli i kiedy obfite i czyste źródło energii (najprawdopodobniej energia termojądrowa ) stanie się ekonomicznie opłacalne, taki projekt mógłby stać się komercyjnie wykonalny i prawdopodobnie uzyskałby poparcie decydentów ze względu na długoterminowe korzyści dla środowiska wynikające z usunięcia antropogenicznego dwutlenku węgla z ziemska atmosfera.

Rodzaje górnictwa atmosferycznego

Wydobycie wodoru

Wodór może napędzać napęd chemiczny i jądrowy oraz być stosowany jako paliwo w silnikach jonowych .

Wydobycie helu

Hel - 3 może napędzać napęd jądrowy.

Wydobycie metanu

Metan może napędzać napęd chemiczny.

Wydobywanie dwutlenku węgla

Wydobywanie dwutlenku węgla na Ziemi zmniejszy poziom gazów cieplarnianych, a także może produkować paliwo. Wyekstrahowany węgiel mógłby zostać wykorzystany do produkcji innych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne , które w przeciwieństwie do paliw miałyby znacznie większy potencjał powstrzymywania powrotu węgla do atmosfery, zwłaszcza jeśli produkty końcowe miałyby być trwałe i służyć przez długi czas.

Dwutlenek węgla może być usuwany z atmosfery jako produkt uboczny przemysłowych procesów kriogenicznej separacji powietrza wytwarzających produkty takie jak ciekły azot i ciekły tlen , ale ponieważ jest to proces bardzo energochłonny, bez dostępu do energii termojądrowej, wydobycie specjalnie dwutlenku węgla tą metodą nie jest ekonomicznie opłacalny. Dwutlenek węgla można również usunąć z atmosfery w pewnej ilości poprzez uprawę szybko rosnących roślin, takich jak bambus , chociaż wymaga to przeznaczenia gruntów ornych, które w przeciwnym razie mogłyby zostać wykorzystane do uprawy innych roślin.

Poszukiwanie górnictwa atmosferycznego

Wodór i hel występują obficie na planetach zewnętrznych.

Skład atmosfery planet zewnętrznych
Ratunek	Jowisz	Saturn	Uran	Neptun
Wodór	89,8	96,3	82,5	80,0
Hel	10.2	3.3	15.2	19.0
Metan			2.3	1.0
Inny		0,4	1.0

Metody górnictwa atmosferycznego

Zaproponowano różne metody wydobywania zasobów z atmosfer planet olbrzymów. Ze względu na nieodłączne ryzyko związane z podróżowaniem w atmosferę gigantycznej planety, większość takich propozycji obejmuje wysyłanie w atmosferę wyłącznie robotów, przy czym obecność ludzi jest ograniczona do stacji kosmicznych opartych na jednym z księżyców planety i / lub orbitujących w bezpiecznej odległości .

Aerostaty

Aerostat byłby wyporną stacją w atmosferze, która gromadzi i przechowuje gazy. Pojazd przenosiłby gazy z aerostatu na stację orbitalną nad planetą.

Szufelki

Scooter byłby pojazdem, który gromadzi i przenosi gazy z atmosfery do stacji orbitalnej.

Powietrzny hak

Skyhook (konstrukcja) jest podobny do windy kosmicznej , takie urządzenie służyłoby do pompowania gazu do orbitalnego magazynu paliwa .

Krążowniki

Krążownik byłby pojazdem w atmosferze, który gromadzi i magazynuje gazy. Mniejszy pojazd przenosiłby gazy z krążownika na stację orbitalną.

Zobacz też

Wykorzystanie zasobów na miejscu

Linki zewnętrzne