מערכת השמש, המשאב של העתיד (2/4): חקר האסטרואידים

החקירה של אסטרואידים מייצג נקודת מפנה באופן שבו האדם יתפוס את החלל והשימוש בו. אלה מייצגים עדות ישירה של המרכיבים הבסיסיים של היווצרות כוכבי הלכת, בעלי ערך שלא יסולא בפז מנקודת מבט מדעית, אך גם מנקודת מבט כלכלית, משום שהם כורים זהב, ברזל, יהלומים, פחם ואדמה נדירה. יתר על כן, מנקודת המבט של הרחבת החלל, החיפוש אחר מים על אסטרואידים מקבל חשיבות מיוחדת, מאפשר קיום והפחתת עלויות להתיישבות אנושית, כמו גם שימוש כדלק למשגרים או מיגון מקרינה.

עם זאת, לפני שניתן להגיע לשלב שלם של תכנון ומשימות שיגור, הלימוד וההערכה של המשאבים הנוכחיים הם קריטיים.

עד כה, המספר המצומצם של אסטרואידים או כוכבי לכת ננסיים שביקרו בהם, רק 17, מצריך הרחבת מדגם זה כדי ללמוד ולהעריך מועמדים חדשים. ברור ששלב ראשוני זה חייב להתבצע באמצעות בדיקות, קובסאט, הנחתת e נודד נשלט מרחוק. הנוכחות האנושית באתר, למעשה, לא תבטיח ערך מוסף כלשהו, ​​אלא צמיחה אקספוננציאלית בעלויות ובמורכבות המשימה.

ליד אסטרואידים לכדור הארץ, המכרות החדשים של משאבים אסטרטגיים

בשל מגבלות טכנולוגיות ברורות, המשימות הראשונות יתמקדו ב-NEAs, האסטרואידים הקרובים ביותר. המסלולים של גופים אלה יכולים לרעות את מסלול כדור הארץ או לחצות אותו. הם מחולקים לארבע תת-מחלקות עם מאפיינים מסלוליים מיוחדים:

• Atiras: מסלול הכלול כולו במסלול כדור הארץ;

• אטן: עם מסלול ברובו בתוך מסלול כדור הארץ;

• אפולו: חוצה את מסלול כדור הארץ;

• אמור: עם מסלול שחותך את מסלול מאדים ונוגע במסלול כדור הארץ.

הגילוי של נוכחות ברזל, ניקל וקובלט על שני אסטרואידים של NEA, 1986 DA ו-2016 ED85 עורר עניין רב, והראה נוכחות של מתכות על פני השטח השווה ל-85%¹. המשמעות היא שכמות המתכות הקיימת גבוהה יותר מאשר במרבצים יבשתיים של ניקל, ברזל וקובלט.

לכן מיצוי החומרים הקיימים ב-NEA כבר לא יכול להיחשב רק כהזדמנות. אכן, המשאבים על פני כדור הארץ נמצאים תְשִׁישׁוּת, בעוד הביקוש, העלויות הכלכליות והסביבתיות עולות ללא הרף. ההשפעות של תרחיש זה מהדהדות על הזמינות של מוצרי צריכה בעלי ערך מוסף גבוה, וכתוצאה מכך הוּלֶדֶת של קונפליקטים לאומי וגלובאלי למרוץ אחר משאבים. לבסוף, התחזיות האחרונות שפרסם האו"ם לגבי הגידול באוכלוסיית העולם צופים כי היא תגיע ל-10 מיליארד עד 2050. עובדה זו תרמוז על עלייה מבנית בביקוש של 25% בהשוואה להיום. מכל הסיבות הללו, הניצול של חומרי גלם אסטרואידים נחשב היום לכזה הכרח קיומי לאדם ולצמיחתו.

חקר רובוטי על שני אסטרואידים: 433 ארוס ו-1221 אמור

אסטרואידים זוהו כיעד המשימה של הניתוח: 433 ארוס ו-1221 אמור, השייכים לתת-המעמד של אמור.

433 ארוס עולה בקנה אחד עם האסטרואיד הראשון שעליו בוצעה נחיתה, שהתרחש ב-12 בפברואר 2001 עם הגשושית NEAR², לאחר כשנה שבילה אותו בחקר המאפיינים המסלוליים, המורפולוגיים, הטופוגרפיים והקומפוזיציוניים של האסטרואיד. להלן הפרמטרים הפיזיים העיקריים של הגוף, המתקבלים על ידי שילוב תצפיות מהקרקע ואלו של משימת NEAR:

L 'אלבדו זהו פרמטר בסיסי המאפשר סיווג ספקטרלי של אסטרואידים על סמך ספקטרום ההחזר שלהם, ומספק מידע על גודלם. יתר על כן, זה תלוי מאוד בהרכב הכימי של פני השטח של הגוף. באופן ספציפי, 433 ארוס שייך למעמד הספקטרלי S, ולכן הוא נשלט על ידי סיליקטים עם זיהומים של מתכות כגון ברזל-ניקל.

במקום זאת, יש מעט מידע על 1221 אמור. בעוד 433 ארוס מהווה את המועמד האידיאלי לשלב הראשוני של המשימה, עם כמות טובה של נתונים שאיתם ניתן להשוות את התצפיות על מכשירי המטען, היעדר הסיווג הספקטרלי של 1221 אמור פותח את הדרך לתרחישים שונים. למעשה, הוא יכול להשתייך לכיתה M, עשירה במיוחד במתכות ולכן מ ערך כלכלי גבוה. לא רק זה, מסלולו מגיע למרחק מינימלי מכדור הארץ השווה ל-0.11 AU וחושב שבין 2105 ל-2153 הוא יגיע לגישה הקרובה ביותר שלו שבע פעמים.³. שני המאפיינים לעיל, בשילוב עם הגודל המשוער, קוטר של כ-1 ק"מ, הופכים אותו למועמד מעניין לכרייה.

יסודות המקרה המדובר: סיכויים ואפשריות

הניתוח נועד לעצב משימה של לימוד והערכה של משאבים מינרלים הנמצאים על 433 ארוס ו-1221 אמור, מספקים גם מידע על המורפולוגיה, הטופוגרפיה שלהם ונוכחות אפשרית של שדה מגנטי מהותי. מעוצב כמשימה מודולרית, ניתן להתאים אותו למספר NEAs אחרים ויכול להוות, הודות לרבגוניות של קובסאט, נקודת המוצא למשימות כרייה גם מעבר למסלול מאדים, בחגורה הראשית.

בפרט, הרעיון מתמקד בשחרור של שני ציים של CubeSat ליד שתי המטרות מפלטפורמה שמסוגלת להגיע תחילה ל-433 ארוס, להישאר בטיסה במישור עם האסטרואיד למשך זמן מה, ואז לעזוב שוב לכיוון 1221 אמור.

מטען

לזיהוי של יסודות כימיים והשפע היחסי שלהם, כלי חיוני הוא ספקטרומטר קרני גמא ברזולוציה גבוהה.

על ידי התבוננות בספקטרום הקרינה המתעוררת, מזהים את ההרכב הכימי ואת השפע של היסודות המצויים בתווך שבו התפשטה, ללא צורך לנחות על האסטרואיד או לחפור את פני השטח.

היבט נוסף של עניין הוא השדה המגנטי של האסטרואידים, שיספק מידע על התפתחותם הגיאולוגית ולכן על השפע הכימי שנמצא מתחת לפני השטח. אחד מ מגנומטרים טיסה מוכחת עם מידות התואמות להרכבה על CubeSat הוא DFGM⁴.

המאפיינים המורפולוגיים והטופוגרפיים של אסטרואידים הם גם מידע חיוני לקבלת מיפוי מפורט של הגוף השמימי, המבטיח, בין היתר, זיהוי אתרי הנחיתה או מתקני המכשור הטובים ביותר. מכשיר ההתייחסות, במקרה זה, עולה בקנה אחד עם אחד חדר אופטיקה פנכרומטי בדומה לזה שפותח על ידי שיתוף הפעולה בין Argotec ו-ASI, ניתן להקצות אותו ל-a 6U קובסאט.

לבסוף, האוטובוס המשמש להובלת שני ציי ה-CubeSat יכול לשמש גם כאתר למכשור מדעי. בהיותם במסלולים דו מישוריים עם שתי המטרות, ניתן היה לנצל את סיבובם של שני האסטרואידים לביצוע מדידות מורפולוגיות, גבהיות והחזרות של המשטחים שלהם, באמצעות LiDAR תוכנן במיוחד לחקר אסטרואידים ושביטים. בין אלה, אחד המעניינים ביותר הוא SALi⁵, המנצל את טכניקת אפנון RZPN של לייזר סיבים אופטיים.

הכללת LiDAR תספק מדידות משלימות לאלו המתבצעות עם המצלמה הפאנכרומטית, במיוחד עבור המצלמה העלימטרית. כך נוכל להגיע להבנה מלאה של המורפולוגיה והטופולוגיה של שני הגופים הנבדקים, תוך מילוי מלא של מטרות המשימה.

לאחר בחירת עיצוב מודולרי ניתן לדמיין שלושה CubeSats פועלים עבור כל אסטרואיד. אלה, בהתאמה, ישכנו את ספקטרומטר קרני הגמא, המגנומטר והמצלמה הפאנכרומטית.

כדי להציע אומדן למסה ולמידות הכוללות של ששת ה-CubeSats, נלקחה כאסמכתא LiciaCube, לוויין של 6U ו-14 ק"ג, בהתחשב בכל מערכות המשנה.

לכן, המכשור המדעי יתפוס נפח השווה ל-36U עם מסה כוללת של 84 ק"ג. לערך זה יש להוסיף 10 ק"ג של LiDAR המותקן ישירות על האוטובוס.

אבל אילו שחקנים האם הם יכולים למלא תפקיד קצר טווח בחקירה ובניצול של אסטרואידים? כרגע, nאין חקיקה מוכר באופן חד צדדי וגלובלי בנוגע לניצול משאבי מינרלים מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ, אך מאז 2015 פורסמו חוקים לאומיים בנושא. ה-CSLCA האמריקאי⁶ הוא מכיר בכך שאנשים פרטיים יכולים לחלץ ולמכור משאבי שטח למטרות רווח. אחריו הגיע "חוק לוקסמבורג מה-20 ביולי 2017 על חקירה ושימוש במשאבי החלל החיצון"⁷, לפיו משאבי שטח יכולים לשמש למטרות מסחריות על ידי כל האזרחים בעלי הרשאה.

בעוד שבמקרה של לוקסמבורג הבחירה מוכתבת על ידי הניסיון לגייס תפקיד כחלוץ של החלל החדש, לבחירה בארה"ב יכול להיות משקל שונה לחלוטין. זה, למעשה, מתיישב עם האסטרטגיה הקיימת מאז פרישתה של מעבורת החלל, שהביאה לכניסת דור חדש של אנשים פרטיים לתחום החלל והמשגרים.

ה-SpaceX של אילון מאסק סיפקה לארה"ב מנוף כלכלי חשוב, המסוגל לעלות על התחרות בשוק, אך גם עם יתרון אסטרטגי ניכר על סין ורוסיה. ניתן לזהות אותו לא רק במובן הרחב גישה לחלל מהשטח שלה, אבל גם בפרויקטים כמו קבוצת הכוכבים Starlink ואת התוכנית מגן כוכבים. מספר הלוויינים בשימוש, עם חוסן גבוה מאוד וכיסוי עולמי, היישום הישיר בסכסוך הרוסי-אוקראיני והעמדת מסדי נתונים של נאס"א עבור הימנעות מהתנגשות di Starlink, הבהיל את הקנצלריות היריבות.

תרחישים דומים לחלוטין יכולים לחזור על עצמם גם בהקשר של לוגיסטיקת החלל (Blue Origin), ובזה של תחנות חלל במסלול נמוך (Axiom Space, Sierra Space, Nanoracks, VoyagLockheed Martin ו-Northrop Grumman). באופן דומה, האסטרטגיה של נאס"א עולה בקנה אחד עם זו של העשור האחרון, שמטרתה לפתח יכולת נרחבת לגישה, לוגיסטיקה, ניהול והגנה בפועל של מסלולים נמוכים. ניתן לשחזר את אותם שיקולים גם במקרה של חזרה לירח, לכן קשה לדמיין שארצות הברית יכולה לגשת לניצול משאבי המינרלים של ה-NEA בדרך אחרת.

ברור שלשיקולים אסטרטגיים, תעשייתיים ופוליטיים אלה יש להוסיף גם את חוסר האפשרות של מדינות להפוך לבעלים של גרמי שמים.⁸. בהשערה הלא מציאותית שבה עיקרון זה ייכשל, עדיין יהיה קשה לדמיין סיכוי לחלוקה מחדש של העושר שנוצר מניצול ה-NEA. לא נראה אם ​​כן שזה מקרי שבין חמש חברות כריית החלל העיקריות בעולם, שלוש הן אמריקאיות: Karman +, TransAstra ו- AstroForge.

ברור שהזמינות הרבה של המשאבים, היכולת לשנות אותם ולכן ליצור רווח ופיתוח, מסוגלת למשוך לקוחות, שינוי מכל הבחינות את המבנים הגיאופוליטיים הקיימים. ניתן לזהות דוגמה עדכנית ב BIS, גלובליזציה נגדית בהובלת סינית, המסוגלת למשוך, עם חתימת מזכרות ההבנות, 147 מדינות הודות למינוף גיאו-כלכלי⁹.

לכן ניצול משאבי מינרלים בחלל יאופיין בתחרות חזקה. מצד אחד, הגוש המערבי, שבו חברות פרטיות ימלאו תפקיד של חלוצי חלל חדשים, המתחרות זו בזו. המטרה העיקרית תהיה להשתחרר מהאספקה ​​הסינית של אדמה נדירה¹⁰, אליו תתווסף גישה למרבצי ניקל גדולים יותר, ש-50% מהם נמצאים באוסטרליה, אינדונזיה, דרום אפריקה, רוסיה וקנדה.¹¹. על פי ההערכות האחרונות, מתחמי הכרייה הגדולים ביותר באוסטרליה וקנדה יישארו פעילים רק עד 2035, לכל המאוחר ב-2043¹², משאירים את הבכורה של הייצור למדינות בגבולות, במקרה הטוב, של תחום ההשפעה הסיני.

בגוש המערבי, אקלים של עימות חריף, בשל היקף ההשקעות הגדול, אך גם התשואות. עם זאת, לאור הערך האסטרטגי והאוריינטציה הצבאית-תעשייתית החדשה של המנגנון האמריקני, החלוצים החדשים יזכו לתמיכה חזקה על ידי גופים ציבוריים, שיגרמו להם ליצור מערכת¹³. למרות התשואות שעל הפרק, על מנת להצדיק השקעות בסדר גודל כזה ולעודד את איחוד הגוש, נוכחות של יריב ראוי, המסוגל לערער את הבכורה המערבית, במיוחד הטכנולוגית. הנטייה של דמוקרטיות, למעשה, היא להגיב, לא לפעול¹⁴. גישה שחזרה על עצמה לאחרונה כלפי רוסיה לאחר הפלישה האוקראינית, תופעה שלמעשה איחדה והחיתה את נאט"ו.

La סין, השואפת ל מנהיג הדרום הגלובלי, מגלם את התפקיד הזה בצורה מושלמת. בנוסף ל-BRI שהוזכר לעיל (יוזמת חגורה ודרך, עורכת), הדיפלומטיה הסינית השיקה יוזמות רב-צדדיות שונות החל מ-2021. הראשון הוא GDI (Global Development Initiative, עורך) שמטרתו להאיץ את השגת ה-SDGs (Sustainable Development goals, ed.) עד 2030¹⁵. לכך נוספו ה-GSI (יוזמת אבטחה עולמית, עורך) וה-GCI (יוזמת סין הגלובלית, עורך), בהתאמה, הנקודות התוכנותיות של ארכיטקטורת האבטחה והעמוד התרבותי של המערכת בהובלת סין, חלופית באופן טבעי למערבית. יחידות¹⁶. מעורפל ככל שיהיה, מסמכי מדיניות אלה מתארים א סדר בינלאומי חדש, המבוסס על "סובלנות, דו קיום, חילופי דברים ולמידה הדדית"¹⁷. יוזמות אלה, ככלל, מכוונות לדרום הגלובלי שמצא את עצמו שוב ושוב באנטיתזה לגוש המערבי.

בהקשר זה, סין יכולה לקחת על עצמה את התפקיד המוביל, באמצעות פרויקטי שיתוף הפעולה האמורים והמינוף הכלכלי. בייג'ין השקיעה מאמץ רב בתוכנית "גישה לחלל לכל" של UNOOSA, ומבטיחה הזדמנויות למחקר מדעי בנושא Tiangong 1. למרות שפתוח לשיתוף פעולה מדעי, לא סביר שתבחר ביצירת תוכנית חקר חלל משותפת עם מעצמות אחרות או מדינות מתפתחות, למעשה אין פתחים מיוחדים בפיתוח התשתית הדרושה כדי להתיישב על הירח, לנצל את ה-NEA או לנחות על מאדים¹⁸. יותר נכון, סביר להניח שההכנסות שיתקבלו משליטה באסטרואידים ישמשו למימון שאיפות גלובליזציה בהנהגת סין, תוך שימוש במינוף גיאו-כלכלי כדי לערער את הדומיננטיות של ארה"ב.

◄ קרא את החלק הראשון "מערכת השמש, המשאב של העתיד (1/4): מדע וטכנולוגיה בחקר החלל"

◄ קרא את החלק השלישי "מערכת השמש, המשאב של העתיד (3/4): חקר הירח"

► קרא את החלק הרביעי "מערכת השמש, המשאב של העתיד (4/4): שיקולים אתיים-פסיכולוגיים על חקר החלל האנושי"

_מקורות