Velika galaktična zlata mrzlica (in bogastvo na asteroidih)

Jezuit Guy Consolmagno je umirjen človek, star 58 let, ima košato brado in ovalna očala. Religiozna oblačila, ki jih nosi v javnosti, bi nas lahko zavedla. Kot duhovnik se Consolmagno večinoma osredotoča bolj na podrobnosti božje stvarit­ve kot na samega Boga – zlasti na tiste
v zunanjem kozmosu.

Brat Guy, kakor imenuje samega sebe, je od leta 1993 astronom in planetarni znanstvenik v vatikanskem observatoriju ter skrbnik njegove zbirke meteoritov v Castel Gandolfu, ene največ­jih na svetu. Na kratko, je vatikanski astronom.

Glede na to, da je bil Galilej (1564–1642) v svojem 70. letu zaradi heliocentrične herezije obsojen na dosmrtni hišni zapor, nam to, da Cerkev zaposluje zvezdogleda, veliko pove o tem, kako daleč smo prišli.

Vatikanski observatorij

No, vatikanski observatorij je eden najstarejših astronomskih inštitutov na svetu, leta 1891 ga je ustanovil papež Leon XIII.

Brat Guy v njem raziskuje povezavo med meteoriti in asteroidi in je eden vodilnih svetovnih izvedencev za evolucijo malih teles v sončnem sistemu, doktor, kot profesor je predaval tako na Harvardu kot MIT-u.

Leta 2000 so v njegovo čast poimenovali asteroid. V zadnjih letih pa je postal glasnik novega industrijskega mejnika, ki je astronomski v več pogledih – gre za rudarjenje na asteroidih, za pridobivanje kovinskih rud.

Temo prvič predstavil leta 2008 na simpoziju v Budimpešti

»Na eni strani,« je dejal, »je to čudovito. S tem si vso to umazano industrijo umaknil s površine Zemlje. Na drugi strani pa si veliko ljudi spravil ob delo. Če že robot rudari, zakaj ne bi drug robot skrbel še za predelavo? In pravkar si vzel delo celotni Kitajski. Katere so etične implikacije tako velike spremembe?«

Presenetljivo pa ni samo to, da vatikanski astronom obravnava rudarjenje na asteroidih resno (da, rudarjenje na asteroidih zahteva vesoljska plovila, ki bi ulovila kamnita nebesna telesa, premikajoča se s hitrostjo tisoče kilometrov na uro, na njih kopala in tako pridobila ogromno količino virov ter jih prinesla na Zemljo).

Brat Guy je o tej možnosti v bližnji prihodnosti dovolj prepričan, da je začel razmišljati o moralnih vprašanjih, ki jih bo takšno početje prineslo.

Vse to se morda zdi neverjetno, toda po letih preučevanj brata Guya se je znanstvena fantastika spremenila v znanstveno dejstvo.

Leta 2005 je Japoncem uspelo s sondo Hajabusa brez človeške posadke pristati na asteroidu Itokava, kjer je zbrala vzorce kamin in jih junija 2010 prinesla na Zemljo.

»Ti vzorci potrjujejo, da smo sposobni rudarjenja na asteroidih,« pravi brat Guy.

Kaj to pomeni?

Po mnenju priznanega astronoma Johna Lewisa, zaslužnega profesorja z arizonske univerze in avtorja danes klasičnega dela Mining the Sky, bi znesek denarja, ki kroži tam zgoraj, lahko presegel 100 milijard dolarjev na vsakega danes živečega zemljana.

In strokovnjaki verjamejo, da bo čas za žetev kmalu napočil. Eric Anderson, soustanovitelj Space Adventures, zasebnega podjetja, ki je poslalo ameriškega milijarderja Dennisa Tita na Mednarodno vesoljsko postajo: »Vsi koščki sestavljanke so na svojem mestu. Imamo tehnologijo, imamo tržno spodbudo in imamo voljo.«

Od dneva, ko so Sovjeti pred 50 leti poslali v vesolje prvo raketo s človekom v njej, so bile uresničene nekatere od človekovih najambicioznejših sanj. V vesolje izstreljujemo vesoljske postaje, fotografiramo najgloblje špranje sončnega sistema, celo golf smo igrali na Luni. Stališča, kaj je možno in kaj ne, se spreminjajo z vsakim letom.

Sanje o rudarjenju na asteroidih živijo že dalj časa

Prvič so se pojavile v devetdesetih letih 19. stoletja v besedilih velikega ruskega znanstvenika Konstantina Ciolkovskega, pionirja reakcijskih motorjev, večstopenjskih raket na tekoče gorivo, vesoljskih oblek in postaj, umetne težnosti – številnih idej, ki so danes uresničene.

Ideja o vesoljskem rudarjenju se je prvič prebila v mainstream leta 1932 z izidom kratke zgodbe Clifforda Simaka The Asteroid of Gold, v kateri se brata Vernon in Vince Drake preživljata kot vesoljska rudarja.

V zgodnjih štiridesetih letih 20. stoletja je postalo rudarjenje na asteroidih stalnica v znanstveni fantastiki. Te zgodbe preveva libertarni etos. Rudarji, običajno znani kot skalne podgane, so bili videni kot pionirji in asteroidi kot nov Divji zahod.

Ta tematika se je razvijala do sedemde­setih in osemdesetih let 20. stoletja, ko je rudarjenje na asteroidih postalo skrajna protinaravovarstvena pravljica – ne skr­bite zaradi izrabe vseh virov na Zemlji,
saj gremo lahko v vesolje in jih dobimo še več.

Zunaj vesoljske skupnosti je še vedno tako, toda znotraj nje so se v zad­njih letih zgodili tektonski premiki.

Prepad med fikcijo in stvarnostjo

Premostila jo je trilogija zadnjih vesoljskih odprav. Prva je bila Nasina februarja 1996. Vesoljska sonda NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) Shoemaker je bila prvo vesoljsko plovilo brez človeške posadke, ki je pristalo na asteroidu.

Leta 2000 se je NEAR Shoemaker z združitvijo odlično domišljenega hibernacijskega cikla (da privarčuje z energijo) ob pomoči zemeljske gravitacije in dveh natančno upravljanih reakcijskih motorjev utiril v tir drugega največjega asteroida v bližini Zemlje – 433 Erosa.

To vesoljsko telo, poimenovano po grškem bogu ljubezni, je dolgo 34 kilometrov in se premika s približno 3540 kilometri na uro. Shoemaker je eno leto krožil okrog asteroida, naredil več fotografij njegovega površja in 12. februarja 2001 ob koncu odprave z raketnim pogonom pristal na njem, s čimer je Nasa njegovo misijo končala.

Vesoljska agencija je šla še korak dlje

Z izstrelitvijo Stardusta. Leta 2004 je imelo plovilo ljubezenski zmenek s štiri kilometre širokim kometom Wild 2 pri hitrosti približno 21.887 kilometrov na uro. Ko se je Stardust oklenil Wild 2, je uporabil posebej za ta namen skonstruiran pobiralnik delcev in zbral vzorce kometovega prahu.

Njegova povratna kapsula jih je prinesla na Zemljo leta 2006. Sedemletna štiri milijarde in 828 milijonov kilometrov dolga krožna pot »je potekala kot po maslu«, je dejal eden od Stardustovih vodij projekta.

Do danes najimpresivnejšo misijo je izvedla japonska vesoljska agencija Jaxa s sondo Hajabausa. V začetku septembra 2005 se je Hajabusa približala asteroidu Itokava, velikem 300 metrov in 300 milijonov kilometrov oddaljenem od Zemlje (približno dvakrat toliko, kot je razdalja med Zemljo in Soncem), ter dva meseca manevrirala okoli plavajoče vesoljske gore ter pred pristankom na njej analizi­rala obliko, topografijo, barvo, sestavo in gostoto.

Novembra se je Hajabusa spus­tila na asteroid in z robotsko roko zagra­bila površino in tako zbrala vzorce. Trinajstega junija 2010 se je sonda vrnila na Zemljo in s padalom pristala v južni
Avstraliji.

Med prodiranjem skozi atmo­sfero je sonda zgorela, toda še pred tem je izstrelila ognjevarno kapsulo z vzorci. To so nepoškodovano našli v avstralski puščavi in novembra 2010 so iz Jaxe potrdili, da je bilo v kapsuli 1500 delcev in skoraj vsi so nezemeljskega porekla, torej izvirajo z asteroida Itokava, na katerem je sonda pristala.

V nasprotju z Zemljo je treba asteroide za pridobitev virov malodane le popraskati, kar pomeni, da lahko vesoljsko plovilo pristane, se zasidra in nato robotsko kop­lje in zbere vse potrebno ter se vrne
domov (večinoma z ionskim pogonom, ki ima veliko hitrost, navadno do 30 km/s).

»Zemlja je šla skozi kemične procese, zato naše mineralno bogastvo najdemo samo na določenih območjih in številna od njih so globoko pod površjem,« pojas­njuje brat Guy.

»Asteroidi pa so homogeni. Kar je na površini, je tudi pod njo. Ni ti treba kopati, lahko samo popraskaš – in natanko to je Hajabusa storila.«

Zdaj je potreben samo še poslovni angel, ki je pripravljen staviti milijarde na rudarsko misijo v vesolju; izvedenci menijo, da je samo vprašanje časa, ko se bo našel eden takšen.

»Rudarjenje na asteroidih je robotsko delo v zelo oddaljenem, zelo ostrem in ekstremnem okolju,« pravi Peter Diamandis, glavni izvršni direktor fundacije X Prize Foundation in soustanovitelj podjetja Space Adventures.

»No, Shell je odkril prvo nahajališče nafte globoko pod površjem v osemdesetih letih 20. stoletja – tisoče metrov pod skalami in vodo. Torej v zelo oddaljenem, zelo ostrem in ekstremnem okolju. Ko je Shell to nafto našel, ni prav nihče vedel, kako vrtati v tolikšne globine. Nismo imeli potrebne robotike in nismo imeli razvite umetne inteligence oziroma takšnih sistemov, ki bi te robote upravljali. Toda nafta je bila dovolj dragocena, da je Shell milijardno stavil. To pomeni, da imamo danes, prav zdaj, podjetja, ki so pripravljena in tudi v stanju, da stavijo mulitimilijarde na zelo tvegane robotsko vodene misije za pridobivanje virov, torej za rudarjenje na asteroidih.«

»Pogledati morate dejstva,« pravi Anderson. »Nobenega fizikalnega zakona ni treba več doumeti, da bi rudarili na asteroidih. Ni nobenih tehnoloških ovir. Če smo iskreni, gradnja naftnih ploščadi na Severnem morju je primerljiva.«

In izkupiček?

»Zemlja je drobtinica v supermarketu virov,« pravi Diamandis.

»Že davno sem dejal, da bo prvi bilijonar na Zemlji tisti človek, ki se bo domislil, kako rudariti na asteroidih, in ta supermarket tudi odprl.«

Navsezadnje gre torej za številke. Znanstveniki znajo napovedati, za kakšen asteroid gre – s spektralno analizo (njegovo kemijsko sestavo preučijo z opazovanjem svetlobnega spektra) in z njeno primerjavo z meteoriti, delci asteroidov in drugih vesoljskih teles, ki so padla na Zemljo.

Brat Guy je preučil vrednost tipičnih asteroidov tipa S. Po njegovih izračunih povprečen asteroid tega tipa vsebuje približ­no milijardo ton železa ali toliko, kolikor ga trenutno izkopljemo na Zemlji vsako leto.

Skupna vrednost tega plena se pne tja v bilijone. In to je samo en tip astero­idov. Poznamo tudi asteroide tipa M (angleško metal, zato M), v katerih je največ­je obilje železa, vsebujejo pa tudi nikelj, zlato, kobalt in, kar je morda največje odkritje, platinske kovine (rutenij, rodij, paladij, osmij, iridij in platino).

»Platine,« pravi Anderson, »smo ljudje v vsej svoji zgodovini nakopali izredno malo, letna proizvodnja je vsega okrog 210 ton. Platina ima odlične lastnosti za uporabo v industriji. Je odličen prevodnik.
Toda ker ena mednarodna troy unča [31,1035 grama] stane okrog 1100 evrov, na njeni osnovi res ne moremo zgraditi nove industrije.«

Količina platine v 433 Erosu – astero­idu, ki je dober kandidat za rudarjenje, saj je Nasina sonda na njem že pristala – je po grobi oceni glede na današnje tržne cene vredna 473 bilijonov evrov.

Asteroidi vsebujejo iridij (uporablja se pri LCD-jih in ploskih TV-zaslonih), tantal (mobilni telefoni), fosfor (gnojilo), galij, hafnij, cink – vsega tega je v vesolju v izobilju in na Zemlji redko posejano.

John Lewis z arizonske univerze meni, da bi se lahko z napredkom tehnologije naučili črpati helij 3 na plinastih velikanih, kot je Uran.

»Kaj naredimo z desetimi tonami helija 3, ko se vrnemo na Zemljo?« piše Lewis v delu Mining the Sky.

»Tržna vrednost tolikšne količine helija 3 je določena s količino energije, ki jo lahko pro­izvede, ko je uporabljen v fuzijskem reaktorju, kjer se zlivajo jedra vodikovega izotopa devterija in helija 3. Vrednost tega je 115 milijard evrov. To pomeni, da je helij 3 vreden tisočkratnik svoje teže v zlatu ali platini. Zagotovo je najvrednejši surov material v sončnem sistemu, torej vreden stroškov prevoza na Zemljo.«

Zadnji košček v tej sestavljanki

Je popis vseh Zemlji bližnjih asteroidov.

Za to se trudijo v mednarodnem okviru, da bi preprečili morebitno katastrofo.

To se je začelo, potem ko so v sedemdesetih letih minulega stoletja odkrili krater. Znanstveniki so ugotovili, da ga je povzročil asteroid s premerom deset kilometrov, ki je zadel Zemljo pred 65 milijoni leti in ki naj bi povzročil izumrtje dinozavrov.

Do zgod­njih devetdesetih let minulega stoletja so znanstveniki spoznali, da bi lahko skala z enokilometrskim premerom ogrozila znaten del človeške rase, še bolj vznemirjajoče pa je, da skale tolikšne velikosti trčijo v Zemljo približno vsake pol milijona let.

Zaradi tega so se odločili, da bi bilo dob­ro vedeti, kje vse te skale prežijo na nas in kod potekajo njihove tirnice. Leta 1998 je ameriški kongres Nasi postavil nalogo, naj odkrije morebitne nevarnosti.

Velik lov na asteroide

Po novih ugotovitvah se je število Zemlji nevarnih asteroidov s števila 1000 zmanjšalo na 981, med katerimi so jih 911 že odkrili in izsledili. Po Nasinih ugotovitvah in izračunih naj ne bi nobeno izmed od­kritih teles ogrozilo Zemlje vsaj nekaj nasled­njih stoletij.

Po prepričanju znanstvenikov so v bližini našega planeta izsledili vse asteroide s premerom deset kilometrov in več, predvidevajo pa, da je v bližini našega planeta približno 19.500 srednje velikih asteroidov, in ne 35 tisoč, kot so ocenjevali poprej.

Je pa res, da je večina srednje velikih asteroidov še vedno ne­odkrita. No, skratka, odkrili niso nobenih, ki bi nas v bližnji prihodnosti ogrozili, raziskovanje pa je dalo tudi druge pomembne rezultate.

»Ta popis asteroidov lahko uporabimo za rudarjenje,« pravi Erik Asphaug, profesor planetarne znanosti na kalifornijski univerzi v Santa Cruzu. »Seveda, svet skušamo rešiti pred katastrofalnim dogodkom, toda hkrati s tem smo narisali precej dober rudosledni zemljevid našega sončnega sistema.«

Kakšen bo ta koncept videti za našega življenja? Ameriški predsednik Obama želi, da astronavti pristanejo na astero­idu do leta 2025. Pri Nasi so že poprijeli za delo, torej vladno financiran prvi korak ni vprašljiv.

Diamandis verjame, da se bodo velika energetska podjetja – tista, ki so postavila velike naftne ploščadi v Severnem morju – v 15 do 25 letih lotila projekta izkoriščanja Zemlji bližnjih asteroidov in razvila pilotne  programe. Eric Anderson meni, da smo pet do sedem let daleč od prve rudarske misije na astero­idu, Jeffrey Kargel, geolog z arizonske univerze, pa napoveduje daljše obdobje.

»Dobičkonosno komercialno izkoriščanje zunajzemeljskih virov se bo moglo začeti sredi stoletja in bo v temelju preoblikovalo ekonomijo na Zemlji, preden se bo to stoletje izteklo,« pravi Kargel. Zlato ni edino, ki podžiga človeško vnemo. V zadnjih letih se je Nasa odločno posvetila gradnji zunajzemeljskih kolonij. »Obisk asteroida je fantastična odskočna deska do Marsa,« pravi Derek Sears, profesor vesoljske in planetarne znanosti na arkansaški univerzi. »Tako se lahko preizkusi stroje in človeško vedenje.«

Polet na Mars bo trajal tri leta, pot na asteroid, ki bo frčal blizu Zemlje, pa nekaj mesecev. Še pomembnejša za človeške zunajzemeljske načrte je voda. »Večina inženirjev v vesoljski industriji meni, da je voda pravi ključ do zunajzemeljskih kolonij,« pravi Sears.

»Uspešno nesti vodo v breztežnostni prostor je izredno drago. Toda tam zunaj je cel tip asteroidov, ki so 25-odstot­no iz vode. Imenujemo jih blatne kepe. Ladja bi se lahko na poti k zunajzemeljski koloniji zaustavila pri asteroidu in natočila vodo. Brez stroškov. Samo del bi ga seg­rela in odletela.«

Ko bomo nekoč res rudarili na astero­idih, bodo velike ekonomske spremembe povzročile velike težave in velik priliv novega bogastva bi lahko iz človeštva izvabil tisto najslabše. Prav zato vatikanski astronom že tuhta o tej temi.

»To je resnično prebojna tehnologija,« pravi brat Guy. »Dolgoročno bomo ne­dvom­no, pa najsi govorimo o zunajzemeljskem ustvarjanju bogastva ali rudarjenju – eni najbolj okolje uničujočih industrij, vsi bogatejši. Odkrito, dolgoročno je potencial tako velik, da je skoraj utopičen. Toda kratkoročno bodo skoraj zagotovo kakšne posledice.«

Asteroidi

Oziroma planetoidi - so čvrsta nebesna telesa, ki krožijo okrog Sonca. Njihov premer sega od velikosti kamna do manjših planetov. V našem sončnem sistemu se jih velika večina od 40 tisoč katalogiziranih vali med tirnicama  Marsa in Jupitra v tako imenovanem astero­idnem ali planetoidnem pasu.

Hajabusa 2

Jaxa že načrtuje naslednjo misijo Hajabusa 2, ki bo nadgradnja prve. Po načrtih iz januarja 2011 je cilj asteroid 1999 JU3, sondo pa naj bi lansirali julija 2014. Do cilja naj bi prispela leta 2018 in raziskovala asteroid leto in pol, odpotovala nazaj decembra 2019 in se vrnila na Zemljo decembra 2020. Dejavnosti na asteroidu bodo podobne tistim, ki jih je opravila prva Hajabusa, le da bo tokrat uporabljeno razstrelivo, s katerim naj bi prišli do materiala pod površino asteroida.

Vesoljski supermarket

Koliko so asteroidi danes vredni na prostem trgu

Skale, kotaleče se okrog Sonca, so sestavljene iz številnih rud. Asteroida pri hitrosti treh machov sicer ni lahko ujeti, toda veliko izvedencev verjame, da je z današnjo tehnologijo na asteroidih tako lahko rudariti, kot je črpati nafto iz globin oceanov. Torej, koliko bogastva lebdi tam zgoraj? Oglejmo si na treh primerih.

433 EROS

Lepotec na spodnji sliki je ena najbolje preučenih vesoljskih skal. Je asteroid tipa S, ki jih je okoli 17 odstotkov vseh znanih asteroidov in za katere je značilno, da imajo v svoji sestavi silicij. Leta 2001 je Nasina sonda NEAR Shoemaker na njem odkrila zaklad. Po mnenju Jeffreyja Kargela z arizonske univerze Eros po današnjih tržnih cenah vsebuje za približno 472 bilijonov evrov platine, 79 bilijonov evrov rodija in 33 bilijonov evrov zlata. Toda, dodaja, te številke so »nadvse smešne«, saj bi vsaka večja pošiljka na trgu teh kovin povzročila pravi kolaps.

16 PSIHA

Je eden od večjih asteroidov tipa M. Sodeč po spektralni analizi je večinoma sestav­ljen iz bakra in niklja. Pod domnevo, da ima povprečno sestavo meteoritov, vsebuje 13.213 kubičnih kilometrov niklja, ki bi bil na današnjem trgu vreden kak­šnih 19 milijonov bilijonov evrov in 113 kubičnih milj bakra z vrednostjo 2,2 bilijarde evrov.

2001 FE90

Je 200 metrov dolg in podolgovat asteroid, hitro frči in je za naš planet morebiti celo nevaren. Zadnjič je švignil mimo Zemlje junija 2009, kar je znanstvenikom omogočilo, da so si ga ogledali od blizu. Po zadržani oceni profesorja Kargla FE90 vsebuje okrog 41 tisoč kilogramov zlata, trenutno na trgu vrednega okrog 1,5 milijarde evrov, 215 tisoč kilogramov paladija, vrednega kakšne tri milijarde evrov, in 1,7 milijarde kilogramov niklja, vrednega okrog 23 milijard evrov. Tako ni prese­netljivo, da je ameriški predsednik Obama odločen, da bodo do leta 2015 na asteroidu pristali astronavti.

TEKST Steven Kotler, ILUSTRACIJA Donato Giancola

Novo na Metroplay: Kako se dobro ločiti? | N1 podkast s Suzano Lovec