Asteroidilouhimo Kuun kiertoradalle?

Kannattaisiko avaruudessa louhia arvometalleja Maan asukkien tarpeisiin? Joidenkin näkemysten mukaan kyllä. USA:ssa toimii jo muutama yritys, joiden toimialana on asteroidilouhinta. Ne laskevat avaruuden kaivosmarkkinat tähtitieteellisten (eh) summien arvoisiksi.

Asteroidit sisältävät siis samoja alkuaineita kuin Maa. Ne ovat Aurinkokunnan synnystä ylijääneitä erikokoisia ja epäsäännöllisen muotoisia kappaleita, joista suurin osa kiertää Aurinkoa Marsin ja Jupiterin välisellä alueella.

Tässä Maahan matkannut ja hetkeksi käteeni Helsingin yliopiston tilaisuudessa päätynyt pala asteroidia, joka tippui Tseljabinskiin isona murikkana vuonna 2013. Se on kotoisin juuri Marsin ja Jupiterin välistä, matkannut osana suuremmasta mötikästä irronnutta emokappalettaan 1,2 miljoonan vuoden ajan.

Tseljabinskin meteoriitti on tyypiltään LL-kondriitti, joka sisältää suhteellisen vähän rautaa ja metalleja, valottavat tutkijat.

Maan ohi kulkee noin 5 000 asteroidia ja lähialueilla niitä on noin 10 000 lisää. Tunnistettuja asteroideja on Aurinkokunnassa yli 700 000, niitä arvioidaan kuitenkin olevan merkittävästi enemmän.

Kuinka avaruudessa louhittaisiin?

Yksinkertaistettuna kuvio voisi toimia niin, että kiinnostavan asteroidin luo lähetetään tutkimusluotain. Jos kappale on metallinäkökulmasta kiinnostava, se kaapataan kuljetusluotaimen kitaan. Asteroidin pinnalta höyrystetään vesi ja loppukappale otetaan talteen paikalla louhimista varten tai kuljetetaan esimerkiksi Kuun kiertoradalla sijaitsevaan louhimoon.

Taklattavia haasteita riittää.

1. Avaruuden olosuhteet

Avaruudessa on tyhjiö, painotonta ja paine-erot ovat suuria. Varjossa on pimeää ja kylmää ja Auringon paahteessa kuumaa. Lisäksi välimatkat ovat lyhimmilläänkin pitkiä ja kappaleiden väliset nopeuserot suuria. Louhintalaitteita rasittavat asteroidien pinnasta irtoavat palaset, kaasut ja pöly sekä kylkiä pommittavat mikrometeoriitit. Laitteet kuluvat käytössä ja vaativat huoltoa.

2. Asteroidin massa ja liike

Yksi suurimmista teknisistä haasteista on asteroidimöhkäleiden massa. Esimerkiksi sata metriä pitkän, halkaisijaltaan satametrisen asteroidin massa on 1000 – 3000 miljoonaa kiloa. Likimainkaan sen kokoisia laitteita ihminen ei ole koskaan liikutellut missään olosuhteissa. Asteroidit saattavat myös pyöriä ja kieppua sieppaamisen näkökulmasta holtittomasti.

3. Mitä kappale sisältää?

Asteroideista on tehty suurpiirteistä kaukokartoitusta lähinnä pinnan koostumuksesta. Syvemmältä on tietoa vain niukasti.

Kaivostoiminnan alustavaa hahmottelua varten täytyisi tietää, mikä on asteroidin lujuus, paljonko siinä on toivottuja aineita, ovatko ne kappaleen pinnalla vai sisällä, keskittyneesti vai hajallaan, missä yhdisteissä ne ovat ja mitä muu materiaali on?

4. Miten aine rikastetaan?

Kiertoradan kaivostoiminnassa tarvitaan vastaavia menetelmiä kuin Maassa. Haluttua ainetta sisältävä malmi täytyy saada irti asteroidista kaivamalla, räjäyttämällä tai kemiallisilla prosesseilla, yhdeksi menetelmäksi on hahmoteltu magneettia. Aine täytyy saada irti malmista molekyylikohtaisella prosessilla, jossa apuna käytetään esimerkiksi kemiaan, lämpöön, kiihtyvyyteen tai sähköön liittyviä keinoja.

Eri vaiheiden välillä tavaraa joudutaan säilömään ja siirtämään paikasta toiseen: kaivoksesta tehtaaseen, sieltä ostajalle ja lopulta käyttöpaikkaan. Missä aine jalostetaan tuotteiden raaka-aineeksi?

5. Mitä Maahantuontiin tarvitaan?

Louhintatyön lisäksi kustannuksia syntyy uudenlaisten laitteiden rakentamisesta ja testauksesta sekä niiden tarvitsemasta polttoaineesta. Maahantuontiin tarvitaan lämpökilpiä ja ilmakehään saapumisen kuumuutta kestäviä säiliöitä.

Jotta kaikki tekniset haasteet kannattaa ratkaista, avaruudesta louhitulle aineelle täytyy löytyä syvätaskuinen ostaja, joka on valmis maksamaan toiminnan kustannukset kattavan hinnan.

Kaikesta huolimatta edes viileähattuiset asiantuntijat eivät pidä ajatusta asteroidilouhinnasta pelkkänä scifinä. Niinhän se menee, että kun tarpeeksi jotain halutaan, niin keinot lopulta keksitään. Ehkä kuitenkaan ihan lähivuosina kesäillan kuutamoa ei täplitä louhimon varjo.

Lähteet: GTK:n erikoistutkija Kari A. Kinnusen haastattelu ja planeettatutkija Jarmo Korteniemen luento.  Teksti on osin lyhennelmä toimittamastani jutusta, joka on julkaistu Geologian tutkimuskeskuksen verkkosivuilla 7.4.2016. Voit lukea sen kokonaisuudessaan täältä.

Ps. Lisää jutun kuvittaneen Jeff Koterban mainioita sarjakuvia täällä: http://jeffreykoterba.com/toons/