• Gizmodo
  • Reader
  • Ruimtebrandstof

Ruimtebrandstof

Gizmodo | New York | 06 maart 2015

Als we de ruimte ooit willen koloniseren, hebben we grondstoffen nodig. Gelukkig zwerven in de ruimte biljoenen asteroïden rond, waarop deze volop aanwezig zijn.

Het delven van asteroïdegrondstoffen is niet langer slechts een droom – diverse ondernemende bedrijven zetten de eerste stappen. Wel zijn de technologische hindernissen nog altijd immens. We beginnen nog maar net een idee te krijgen van de sociale en politieke implicaties van een in de ruimte gestationeerde beschaving.

De felle kleuren in dit meer in Yellowstone, VS, zijn afkomstig van microben die in kokend zuur leven. – © Steve Jurvetson / Flickr
De felle kleuren in dit meer in Yellowstone, VS, zijn afkomstig van microben die in kokend zuur leven. – © Steve Jurvetson / Flickr

Meer dan vier miljard jaar geleden vormden de planeten en manen van ons zonnestelsel zich uit oerstof. Net als de asteroïden. Hoewel we al meer dan twee eeuwen bekend zijn met het bestaan van ruimtestenen, is het overgrote deel ervan pas de afgelopen twee decennia ontdekt, dankzij grotere en betere telescopen.

Op dit moment hebben we in de buurt van de aarde zo’n tienduizend asteroïden geïdentificeerd, waarvan de doorsnee varieert van enkele meters tot honderden kilometers. Hoe indrukwekkend dat aantal ook mag klinken, het is het niet: volgens sommige schattingen bevat alleen het binnenste deel van het zonnestelsel al meer dan honderdvijftig miljoen asteroïden.

Veel asteroïden zijn gevuld met water, een grondstof die in de ruimte weleens kostbaarder zou kunnen blijken dan goud. Chris Lewicki, directeur van asteroïdemijnbouwbedrijf Planet Resources, legde me telefonisch uit dat een deel van dit water in raketbrandstof zou kunnen worden geconverteerd door de waterstof af te splitsen. Natte asteroïden kunnen dan als kosmische pompstations fungeren; drenkplaatsen voor zowel dorstige ruimteschepen als mensen.

Kostbaarder dan goud

Veel asteroïden zijn gevuld met water, een grondstof die in de ruimte weleens kostbaarder zou kunnen blijken dan goud. Chris Lewicki, directeur van asteroïdemijnbouwbedrijf Planet Resources, legde me telefonisch uit dat een deel van dit water in raketbrandstof zou kunnen worden geconverteerd door de waterstof af te splitsen. Natte asteroïden kunnen dan als kosmische pompstations fungeren; drenkplaatsen voor zowel dorstige ruimteschepen als mensen.


‘Wanneer je een satelliet naar een baan om de aarde lanceert, bestaat twee derde van het gewicht uit brandstof,’ aldus Lewicki. ‘Als we ruimteschepen zouden kunnen bijtanken zonder ze terug te hoeven sturen naar de aarde, zou er een planetaire snelweg ontstaan.’

En dan is water nog niet eens de waardevolste grondstof die in asteroïden zit opgesloten. Dat is namelijk platina, en de zustermetalen daarvan, die bekendstaan om hun voortreffelijke katalytische eigenschappen en die voor tal van doeleinden worden gebruikt: van harddisks en brandstofcellen tot biomedische apparatuur. Op aarde zijn deze metalen buitengewoon schaars: al het platina dat mensen ooit uit de grond hebben weten te halen, past met gemak in een klein appartement. Eén asteroïde met een doorsnee van vijfhonderd meter bevat misschien al meer.

De eerste asteroïdemijnbouwers kunnen de rijkste mensen op aarde worden

Dit is een reden waarom de particuliere sector nu met alle geweld de ruimte in wil. De eerste succesvolle asteroïdemijnbouwers kunnen de rijkste mensen op aarde worden.

Maar voordat we platina en masse uit de Melkweg kunnen halen, zullen de ruimtemijnbouwers eerst de talloze technologische middelen moeten ontwerpen, testen en inzetten die daarvoor benodigd zijn. De twee toonaangevende bedrijven in deze sector, Planetary Resources en Deep Space Industries, hebben daartoe een enorm aantal wetenschappers, ingenieurs, ondernemers en investeerders aangetrokken.

Artist impression van een ruimtevlucht. – © NASA / MSFC
Artist impression van een ruimtevlucht. – © NASA / MSFC

De eerste taak van een asteroïdemijnbouwer in spe is het aanwijzen van een aantal bijzonder winstgevende stenen. Hoewel er in de omgeving van de aarde ruimtestenen te over zijn, vergt een reis daarnaartoe een grote investering, dus voordat we daar onze boren heen sturen willen we op afstand zo veel mogelijk informatie zien te verzamelen. Dit blijkt geen gering probleem te zijn. Asteroïden zijn klein, donker en moeilijk te onderscheiden binnen de verduisterende atmosfeer van de aarde. De beste manier om een asteroïde goed te bekijken is eigenlijk door een telescoop de ruimte in te sturen.

Dat is precies wat Planetary Resources van plan is. Hun Arkyd-100, een met crowdfunding gefinancierde telescoop van nog geen twaalf kilo, zal in een lage baan om de aarde draaien om beoogde asteroïden te analyseren. De volgende generatie is de Arkyd-300, die zal worden uitgerust met een eigen voortstuwingssysteem en in groten getale naar nabije asteroïden zal reizen. Hebben ze hun doel bereikt, dan zullen de robots de steen tot in detail analyseren, de omvang, vorm, dichtheid en elementaire samenstelling meten en de specificaties terug naar de aarde stralen met behulp van lasercommunicatiesystemen.

Elke ruimtesteen is anders. Er is geen pasklare manier om eruit te halen wat we hebben willen

Planetary Resources wil dit jaar twee bètadroïdes lanceren. Als alles goed gaat, zal de Arkyd-100 in 2016 worden gelanceerd en zullen de eerste Arkyd-300’s in 2018 het luchtruim kiezen.

Deep Space Industries is ook van plan kleine, rendabele prospectievaartuigen te lanceren voor het eerste onderzoek. In 2017 hoopt het bedrijf zijn eerste ‘FireFlies’ in te zetten, ruimteschepen ter grootte van een laptop die de asteroïden moeten verkennen. Zijn de doelen eenmaal vastgesteld, dan zullen de geselecteerde stenen voor een tweede keer worden bezocht door ‘DragonFlies’, die monsters terug naar de aarde zullen brengen voor gedetailleerde analyse. Uiteindelijk zullen er wellicht ‘Harvestors’ worden ingezet om stenen met de meeste potentie naar de aarde te halen.

Een ruimtesteen uitpersen

Om water te vinden zullen we waarschijnlijk op koolstofhoudende chondrieten, oftewel type-C-asteroïden, moeten mikken, natte, brosse stenen met een elementaire samenstelling die lijkt op die van de zon. Planetary Resources stelt zich voor dat zijn zwermen Arkyds regoliet uit de stenen zullen zuigen en het spul in een processor zullen laten lopen. Vervolgens kan het water er door verdamping van worden gescheiden en worden verzameld in een aparte tank.

Een ondergroep van de stenen waar we water uit persen – de zogeheten L4-chrondrieten – kan ook rijk zijn aan metalen van de platinagroep. Hoe we deze metalen eruit kunnen krijgen hangt waarschijnlijk af van talloze factoren, zoals de concentratie ervan en het soort voedingsbodem waarin ze zijn ingebed. ‘Elke ruimtesteen is anders,’ meldde Rick Tumlinson, bestuursvoorzitter van Deep Space Industries, me in een e-mail. ‘Er is geen pasklare manier om eruit te halen wat we hebben willen.’

Desondanks hebben beide bedrijven een aantal intrigerende mogelijkheden bedacht. Eric Anderson, medeoprichter van Planetary Resources, heeft beschreven hoe we zonne-energie kunnen gebruiken om de asteroïden te laten smelten en de hittebestendige platinagroepmetalen te concentreren. Hij legt vervolgens uit hoe gigantische platinaballen veilig naar de aarde kunnen worden gebracht door ze ergens in een onbewoonde woestijn te droppen.

Enkele weken geleden kondigde DSI aan dat het de mogelijkheid onderzoekt om biotechnisch gemanipuleerde, metaaletende microben in ruimtestenen te injecteren. Het idee is dat deze microben in de loop van de tijd een asteroïde van binnenuit zullen opvreten en zodoende de metalen voor ons zullen concentreren.

Het is onduidelijk wie – zo al iemand – de wettige eigenaar van een asteroïde kan zijn

‘Sommige levende wezens, extremofielen genaamd, zijn in staat om in de meest onvoorstelbare omgevingen te overleven en te gedijen, inclusief kernreactoren,’ aldus Tumlinson. ‘Wij denken dat genetische varianten van deze en soortgelijke wezens uiteindelijk kunnen worden ingezet voor mijnbouw in de ruimte.’

Dit is een ontzagwekkend idee, maar onderzoekers haasten zich erop te wijzen dat we nog maar helemaal aan het begin staan. (Het zodanig genetisch manipuleren van een microbe dat hij jarenlang in staat is tot een gezonde stofwisseling in een meedogenloos ruimtevacuüm, is nog maar een van de kleinere uitdagingen.) Op dit moment kunnen we niet meer dan vaststellen dat alle opties – opblazen, smelten, eten, verdampen, magnetisch scheiden – nog open liggen.

Van wie zijn de asteroïden?

Naarmate een toekomst van ruimtemijnbouw naderbij komt, beginnen enkele netelige juridische vragen de kop op te steken. Onder de huidige wetgeving is onduidelijk wie – zo al iemand – de wettige eigenaar van een asteroïde kan zijn, iets waar vroege investeerders de kriebels van krijgen.

‘Iedereen die op dit moment naar een asteroïde wil gaan om er een grondstof aan te onttrekken, ziet zich geconfronteerd met een grote juridische open vraag,’ zei ruimte-advocate Joanne Gabrynowicz eerder deze maand in een interview tegen NPR.


De ruimte is een gemeenschappelijk goed, wat betekent dat alle landen het recht hebben haar te gebruiken en te verkennen. Maar over een aanspraak op grondstoffen uit de ruimte bestaat nog geen enkele overeenkomst. Aangezien de Verenigde Staten verplicht zijn het internationaal recht te respecteren bij de regelgeving voor hun private ruimteondernemingen, heeft de voornamelijk in de VS gevestigde asteroïdemijnbouwindustrie er bij het Congres op aangedrongen zo snel mogelijk in wetgeving te voorzien die de zaak verheldert.

We worden de sterren van onze eigen ruimtewestern

Afgelopen september heeft de Commissie voor Wetenschap, Ruimte en Technologie van het Congres een hoorzitting gehouden over de Asteroïdewet, een vijf pagina’s tellend wetsontwerp dat bedrijven als eigenaar moet erkennen van de grondstoffen die ze uit asteroïden hebben gewonnen en dat moet voorkomen dat concurrenten met hun opbrengsten aan de haal gaan. Slate Magazine berichtte afgelopen herfst dat het wetsontwerp wordt gesteund door de commerciële ruimtesector, maar bekritiseerd door juridische experts. Zo is Gabrynowicz van mening dat het wetsontwerp zich niet uitspreekt over verstrekkende kwesties, zoals de vraag of het verlenen van mijnbouwrechten aan een Amerikaans bedrijf wel strookt met het internationaal recht. Details, weet u wel.

Ruimtewestern

Voorlopig lijkt het er wat de asteroïden betreft op dat wie het eerst komt, het eerst maalt. We worden de sterren van onze eigen ruimtewestern.

Artist impression van een uiteenspattende asteroïde. – © NASA
Artist impression van een uiteenspattende asteroïde. – © NASA

De ruimte mag dan nu nog een wetteloos gebied zijn, dit is nog maar het begin. Het is niet moeilijk voorstelbaar dat asteroïdemijnbouw binnen een eeuw een hoge vlucht zal nemen en dat zich talrijke nieuwe mogelijkheden voor exploratie en ontwikkeling zullen aandienen. Deep Space Industries stelt zich voor dat het in de toekomst over eigen ruimtefabrieken zal beschikken, waar asteroïdemetalen rechtstreeks in 3D-printers worden ingevoerd om nieuwe mijnbouwapparatuur, platforms en zelfs ruimtehabitats te bouwen.

Als we, zoals de huidige ruimtepioniers hopen, buitenaarde structuren kunnen gaan bouwen en bevoorraden met behulp van materiaal dat van asteroïden afkomstig is, wordt daarmee een peperdure tussenpersoon omzeild: de aarde. Op dat moment liggen bemande interstellaire missies en ruimtekolonies wellicht binnen bereik. Je kunt je asteroïdedepots voorstellen, verspreid tussen de sterren, die onze 3D-geprinte ruimteschepen zullen voorzien van nieuwe waterstof, vers water en vervangende onderdelen.

‘Als de deur naar langdurige ruimtereizen ooit opengaat, dan wordt hij geopend door het gebruik van ruimtegrondstoffen,’ aldus Lewicki. ‘Vanuit exploratiestandpunt bezien wordt dat de volgende grote stap.’

Hoe gevaarlijk het misschien ook is, de roep van het buitenaardse Wilde Westen valt moeilijk te weerstaan. Als iemand me een pikhouweel, een ruimtepak en een kaartje naar boven aanbood, dan weet ik niet of ik wel zou kunnen weigeren.

Auteur: Maddie Stone
Vertaler: Peter Bergsma

Gizmodo
VS, gizmodo.com
In 2002 opgericht blog met hoofdkwartier in New York. Het motto luidt: Alles is technologie.

Dit artikel van verscheen eerder in Gizmodo.
Recent verschenen
Een remedie tegen navelstaren?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.
Onze nieuwsbrief wordt wekelijks verzonden.
inschrijven

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief!

En ontvang wekelijks het beste uit de internationale pers in uw mailbox.