Asteroidenbergbau
Asteroidenbergbau bezeichnet den Abbau der in Asteroiden vorhandenen Rohstoffe, Weltraumbergbau allgemein den Rohstoffabbau jenseits der Erde. Bislang existieren für Beides nur theoretische Konzepte.
Hintergrund[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Asteroiden, Kometen und Meteoroiden können sehr hohe Konzentrationen u. a. von Edelmetallen oder auch Seltenerdmetallen aufweisen, die möglicherweise in Zukunft für die Rohstoffgewinnung von Bedeutung sind.[1][2][3] M-Asteroiden wie z. B. ein Objekt des Hauptgürtels, der Asteroid (16) Psyche und weitere wie (129) Antigone, (97) Klotho, (21) Lutetia, (55) Pandora, (755) Quintilla sind sehr metallreich. (3554) Amun z. B. besitzt einen hohen Anteil an Metallen der Eisen-Platin-Gruppe und auch viele nichtmetallische Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor.[4] Je nach Beschaffenheit und Dichte kann schon ein 1-km-Objekt eine Menge an Metallen enthalten, die dem heutigen Industriebedarf für mehrere Jahrzehnte entspricht.[5][6][7] Viele große und metallreiche Objekte, deren Rohstoffe sehr wertvoll sein könnten, befinden sich im Asteroidengürtel.[8]

Spektroskopische Untersuchungen von S-Asteroiden wie beispielsweise (387) Aquitania und (980) Anacostia lassen auf Minerale aus der Pyroxengruppe, Olivingruppe und auch auf Spinell oder Chromit schließen.[7][9] Radarastronomische Messungen der Observatorien Arecibo und Goldstone des E-Klasse Asteroiden (44) Nysa zeigen Vorkommen von Enstatit, Forsterit und Pyroxene. Der Erdbahnkreuzer (3103) Eger scheint ebenso aus diesen Komponenten zu bestehen.[10]
Auch V-Asteroiden können Vorkommen aufweisen, die abbauwürdig sein könnten.[11] Wasser und Eis wurde ebenfalls auf Asteroiden und anderen Himmelskörpern detektiert.[12] Terrestrische Erze, wie sie im Bushveld-Komplex vorkommen, weisen eine Platinmetall-Konzentration von 10 ppm auf, meteoritische Funde zeigen Konzentrationen von 100 ppm.[13] Von den rund 5300 (Stand 2017)[14] bekannten terrestrischen Mineralen finden sich etwa 300 in Meteoriten.[15]
Forschung, Konzepte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Konzepte umfassen zukünftige bemannte Raumfahrtmissionen, aber vor allem unbemannte Missionen, die mittels Robotern etwaige Vorkommen detektieren und automatisiert abbauen.[16][17][18] Auch Sample-Return-Erkundungsmissionen wurden vorgeschlagen.[19][20] Im September 2011 begann das Keck Institute for Space Studies am Caltech mit einer Machbarkeitsstudie, der Asteroid Retrieval Mission Study. Anfang April 2012 wurde der Endbericht veröffentlicht.[21][22] In der Studie wurden Durchführbarkeit und Erfordernisse evaluiert und erforscht, die notwendig wären, einen geeigneten NEA zu finden, mittels Robotertechniken einzufangen und das Objekt für weitere Untersuchungen und Nutzung in Erdnähe zu bringen.[23][24][25]
Ein anderes Forscherteam klassifizierte eine Gruppe von zwölf kleineren Objekten als EROs (Easily Retrievable Objects). Diese wenige Meter großen, erdnahen Asteroiden wie 2006 RH120, 2010 VQ98 und 2007 UN12 wären aufgrund ihrer Bahndaten mit derzeit verfügbarer Technik (Stand 2013) erreichbar und könnten in die Nähe von L1/L2 des Erde-Sonne Systems gebracht werden.[26][27] Ob sie wertvolle Rohstoffe enthalten, ist allerdings nicht bekannt. Der Astrophysiker Martin Elvis adaptierte die Drake-Gleichung, um erste Abschätzungen über eine mögliche Anzahl geeigneter Objekte treffen zu können[28] und veröffentlichte Anfang 2014 erste konservative Ergebnisse.[29]
Im Advanced Space Transportation Program betreibt die NASA Grundlagenforschung zu neuen Raumfahrtsysteme und Antriebstechniken. Man erhofft sich davon, die Fortbewegung durch den Weltraum schneller und preiswerter zu machen, wovon auch Asteroidenbergbauprojekte profitieren würden.[30] Im Rahmen eines weiteren Programms erforschte die NASA zusammen mit der Firma Caterpillar zukünftige Bergbautechnologien, die auf dem Erdmond eingesetzt werden könnten.[31]
Auf zukünftigen Langzeit-, interplanetaren und interstellaren Raumfahrtmissionen könnten extraterrestrische Ressourcen für die Herstellung von diversen Materialien und Treibstoffen genutzt werden.[32] Dafür wurde der Begriff In-situ Resource Utilization bzw. Extraterrestrial Resource Utilization (dt. etwa Außerirdische Ressourcen Nutzbarmachung) geprägt.[33][34][35] Das Glenn Research Center forscht an Konzepten, um Helium 3 und Wasserstoff direkt aus Atmosphären von Planeten für Raumschiffsantriebe in situ nutzbar zu machen, dies wird als Atmospheric Mining bezeichnet.[36][37]
Im Juli 2012 hielt das Advanced Concepts Team der ESA am ESTEC ein Kolloquium über Asteroid Mining ab.[38]
Forscher untersuchen auch, ob Biomining für Asteroidenbergbau eingesetzt werden könnte.[39]
Im Rahmen des ESA/SNSB/DLR, REXUS-Projektes wurde im März 2017 das Drilling Experiment for Asteroid Mining durchgeführt.[40]
Rechtliche Grundlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Im November 2013 forderte Robert Bigelow die Federal Aviation Administration auf, den Weltraumvertrag von 1967 abzuändern um zukünftig Eigentums- und Nutzungsrechte für Bergbau auf dem Mond zu ermöglichen.[41] Im Juli 2014 stellten die US-Politiker Bill Posey und Derek Kilmer einen Antrag auf einen Gesetzentwurf, den American Space Technology for Exploring Resource Opportunities in Deep Space (ASTEROIDS) Act of 2014, der Unternehmungen wie Asteroidenbergbau unterstützt.[42][43] Donna Edwards und andere äußerten Bedenken und wiesen auch auf mögliche weltraumrechtliche Risiken hin.[44][45]
Im Mai 2015 verabschiedete das Repräsentantenhaus der Vereinigten Staaten eine Gesetzesvorlage, die auch Asteroidenbergbau regeln soll, den SPACE Act of 2015.[46][47] Im November 2015 passierte der Entwurf für ein Weltraumbergbaugesetz den US-Senat.[48] Am 25. November unterzeichnete US-Präsident Barack Obama das Gesetz.[49] Kritiker des H.R.2262 - U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act sehen den Weltraumvertrag von 1967 und den Mondvertrag verletzt.[50][51]
Das luxemburgische Chambre des Députés verabschiedete am 13. Juli 2017 das Weltraumressourcengesetz, das den Abbau extraterrestrischer Ressourcen regelt.[52][53] Das Gesetz trat am 1. August 2017 in Kraft.[54] Der Weltraumrechtler Stephan Hobe kritisierte das Vorgehen Luxemburgs und hält das Gesetz für völkerrechtswidrig.[55] UNOOSA und andere Institutionen untersuchen weltraumrechtliche Modelle und völkerrechtliche Rahmenbedingungen einer zukünftigen Nutzung von Weltraumressourcen.[56][57]
Auch die Vereinigten Arabischen Emirate arbeiten an einem juristischen Rahmen, Weltraumbergbau zu ermöglichen.[58] Im März 2017 veröffentlichte das International Institute of Space Law eine Studie über weltraumrechtliche Aspekte.[59] Der Bundesverband der Deutschen Industrie forderte im Juni 2018 ein Weltraumgesetz, das auch Fragen der Weltraumhaftung bei Fehlstarts von Weltraumfähren oder Havarien im All einschließt.[60]
Asteroidenbergbauprojekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Aufgegebene Projekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Am 24. April 2012 gaben in einer Pressekonferenz im Museum of Flight (Seattle) eine Investorengruppe um Peter Diamandis, Eric Schmidt, Larry Page, James Cameron, Charles Simonyi und anderen die Gründung der Firma Planetary Resources („Planetare Ressourcen“) bekannt.[61][62] Ein Unternehmensziel war die Detektion von geeigneten erdnahen Asteroiden mittels Weltraumteleskopen und eine spätere automatisierte Prospektion, Exploration und Abbau der Rohstoffvorkommen, wie z. B. Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Wasser durch Roboter-Sonden.[63][64] Vertreter konventioneller Bergbauunternehmen äußerten sich zurückhaltend über die Pläne von Planetary Resources.[65] Der Planetenforscher Jeffrey Kargel war der Meinung, dass Asteroidenbergbau starke Auswirkungen auf die Rohstoffmärkte für einige Metalle haben würde.[66] Das experimentelle Projekt Asterank bewertete Asteroiden aufgrund eines möglichen Materialwertes.[67][68] 2013 verlautbarte Planetary Resources eine Kooperation mit der Bechtel Corporation.[69]
Im Januar 2013 gab das US-Unternehmen Deep Space Industries Pläne für Asteroidenbergbau bekannt und kündigte erste Erkundungsmissionen für 2015 an,[70][71] die jedoch nicht stattfanden.
Am 5. April 2013 kündigte der US-Senator und ehemalige Astronaut Bill Nelson ein 104-Mio.-US-Dollar-Projekt der NASA an, die New Asteroid Initiative. Geplant war, bis 2019 einen geeigneten, kleinen Asteroiden zu finden, mittels Robotersonden einzufangen und das Objekt in einen Mondorbit zu bringen. Ab 2021 sollten bemannte Landemissionen mit dem Space Launch System und Orion auf dem Asteroiden stattfinden, um erforderliche Techniken und Technologien für zukünftige Vorhaben zu testen.[72][73] Dieses Vorhaben wurde jedoch unter US-Präsident Donald Trump aufgegeben.
Ende Juni 2014 starteten Planetary Resources und das Citizen-Science-Webportal Zooniverse das Projekt „Asteroid Zoo“, dabei wurden Daten aus dem Catalina Sky Survey von der interessierten Allgemeinheit ausgewertet. Ziel der Suche war es, bislang unbekannte Objekte zu finden, die unter Umständen in Zukunft für Asteroidenbergbau genutzt werden könnten oder im Falle einer Kollision mit der Erde eine Bedrohung darstellen würden.[74]
Im Sommer 2014 schloss die NASA einen Kooperationsvertrag mit Planetary Resources und der Firma Deep Space Industries.[75]
In den Jahren 2015 und 2018 ließ Planetary Resources zwei kleine Testsatelliten in den Weltraum bringen, um Satellitentechnik für das geplante Asteroidensuchteleskop Arkyd zu erproben.[76][77][78]
2020 wurden die letzten Vermögensgegenstände von Planetary Resources versteigert.[79]
Weitere Initiativen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Auf einer Konferenz über zukunftige Abbaumethoden (Third International Future Mining Conference) im November 2015 wurden die Kosten für ein etwaiges Weltraumbergbauprojekt auf dem Erdmond mit 9 Mrd. USD, auf dem Zwergplaneten (1) Ceres mit Kosten von etwa 27 Mrd. USD beziffert.[80]
Im Februar 2016 kündigte die Regierung von Luxemburg an, gesetzliche Rahmenbedingungen für Asteroidenbergbau zu schaffen und Forschung und Entwicklung in diese Richtung zu fördern.[81][82] In Kooperation mit Deep Space Industries wird die Entwicklung eines kleinen Experimentalraumflugkörpers Prospector-X geplant.[83] Luxemburg finanziert die Initiative mit vorerst 200 Mio. Euro und beabsichtigt erste weltraumrechtliche Rahmenbedingungen bis 2017 zu verwirklichen.[84][85] Einer der Projektberater der luxemburgischen Regierung ist der Astrophysiker Pete Worden.[86] Im Februar 2017 verlautbarten Luxemburg und die Europäische Investitionsbank eine Kooperation.[87] Im Mai 2018 startete das luxemburgische Wirtschaftsministerium in Kooperation mit der ESA, die SpaceResources.lu Challenge. Der Wettbewerb soll weitere Entwicklungen im Bereich Nutzbarmachung von Weltraumressourcen initiieren und fördern.[88]
Das chinesische Start-up-Unternehmen Origin Space beauftragte im Jahr 2020 den Bau eines Weltraumteleskops für die Suche nach Asteroiden, die für eine Rohstoffgewinnung in Frage kommen könnten.[89]
Weitere Ressourcen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Auf Monden gibt es natürliche Ressourcen, aus denen beispielsweise Erze gewonnen werden könnten.[90] Auf dem Erdmond ist u. a. Titan, Helium und KREEP vorhanden.[91][92][93] Mit der Mondsonde Clementine wurden lunare Titankonzentrationen kartographiert.[94] In lunarem Basalt aus den Mare-Becken kommt das Mineral Ilmenit vor und kann 15 bis 20 Prozent Titan enthalten.[95][96] Gesteinsproben, die von Apollo 17 zurückgebracht wurden, enthielten bis zu 30 % Titan.[97] Die Mondkruste besteht zu einem großen Teil aus Anorthosit.[98] In den Hochländern finden sich Troktolith und Norit.[99] Lunare pyroklastische Ablagerungen, sog. Dark mantle deposits (DMD) weisen auf mafische Minerale hin, die Blei, Gallium, Kupfer, Zink und andere enthalten.[100] Mehr als 100 DMDs sind bislang bekannt.[101] Eine detailreichere Erforschung und mineralische Kartographierung war mit dem Spektrometer Moon Mineralogy Mapper der Chandrayaan-1-Sonde geplant.[102] Auch für Planeten, wie z. B. dem Mars gibt es Überlegungen die vorhandenen Ressourcen eines Tages für eine Marskolonie zu nutzen.[103][104] Ebenso für die inneren Planeten Venus und Merkur gibt es futuristische Konzepte.[105]
Sonstiges[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Im Rahmen der Strategic Defense Initiative befassten sich Forscher theoretisch mit der Möglichkeit, Ressourcen auf dem Erdmond und erdnahen Asteroiden nutzbar zu machen.[106][107] Eventuell könnten auch Von-Neumann-Sonden extraterrestrische Rohstoffquellen nutzen.[108]
Einige Forscher weisen auch auf mögliche Risiken des Asteroidenbergbaues hin. So besteht beispielsweise die Gefahr, andere Himmelskörper zu kontaminieren: Einerseits durch Vorwärts-Kontamination von Asteroiden durch irdische Lebensformen, aber auch durch Rückwärts-Kontamination mit möglicherweise existierenden, extraterrestrischen Lebensformen.[109][110] Auch die Zunahme von Weltraummüll wird befürchtet.[111] Spuren von Bergbauaktivitäten (targeted asteroid mining) auf anderen Himmelskörpern könnten Hinweise auf technische Aktivitäten für SETI liefern.[112][113][114]
In der Science-Fiction-Literatur fand die Nutzbarmachung von Asteroiden schon früh Verwendung, erstmals 1898 im Roman Edison’s Conquest of Mars von Garrett P. Serviss.[115] 1903 erwähnte Konstantin Ziolkowski mögliche Asteroiden-Ressourcen in einer Publikation.[116][117] In der Science-Fiction-Serie "The Expanse" sind die "Inneren" (Erde und Mars) auf die Ressourcen aus dem Asteroidengürtel angewiesen.[118]
Die Colorado School of Mines bietet ab dem Wintersemester 2017 ein Masterstudium Space Resources an.[119]
Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Bücher[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- John S. Lewis: Mining the sky – untold riches from the asteroids, comets, and planets. Addison-Wesley, Reading 1997, ISBN 0-201-32819-4, deutsch: Unbegrenzte Zukunft. Bettendorf, München 1998, ISBN 3-88498-126-9.
- Viorel Badescu: Asteroids - prospective energy and material resources. Springer, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-39243-6.
- Ricky Lee: Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space. Springer, Dordrecht 2012, ISBN 978-94-007-2038-1.
- Ram Jakhu,et al.: Space Mining and Its Regulation. Springer, Cham 2016, ISBN 978-3-319-39245-5.
- Joseph N. Pelton: The New Gold Rush - The Riches of Space Beckon! Springer, Cham 2017, ISBN 978-3-319-39272-1.
- Annette Froehlich: Space Resource Utilization: A View from an Emerging Space Faring Nation. Springer, Cham 2018, ISBN 978-3-319-66968-7.
Artikel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Brian O'Leary: Mining the Apollo and Amor Asteroids. In: Science. Band 197, Nr. 4301, 22. Juli 1977, S. 363–366, doi:10.1126/science.197.4301.363-a (englisch).
- M. J. Sonter: The technical and economic feasibility of mining the near-earth asteroids. In: Acta Astronautica. Band 41, Nr. 4, August 1997, S. 637–647, doi:10.1016/S0094-5765(98)00087-3 (englisch, PDF der Masterarbeit).
- International Space University Team Project report: ASTRA: Asteroid Mining Technologies Roadmap and Applications. 2010, full report, summary (PDF), abgerufen am 15. März 2012.
- Dana G. Andrews et al.: Defining a successful commercial asteroid mining program. In: Acta Astronautica. Band 108, 1. März 2015, S. 106–118, doi:10.1016/j.actaastro.2014.10.034 (englisch).
Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Rohstoffe im Asteroidengürtel deutscheraumfahrt.de
- Space Resources Library@ nss.org (englisch)
- RAS Specialist Discussion Meeting: The use of extraterrestrial resources to help facilitate space science and exploration Royal Astronomical Society, April 2016, ras.org.uk
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ Part III: Near-Earth Objects – Resources of Near-Earth Space. nss.org
- ↑ The Role of Near-Earth Asteroids in Long-Term Platinum Supply (PDF; 75 kB) nss.org,; Charles L. Gerlach: Profitably Exploiting Near-Earth Object Resources. (PDF; 1,1 MB) abundantplanet.org, abgerufen am 4. Mai 2012
- ↑ The Ethics of Planetary Exploration and Colonization discovery.com, abgerufen am 27. April 2011
- ↑ Andrea Sommariva: Rationale, Strategies, and Economics for Exploration and Mining of Asteroids. In: Astropolitics. Band 13, Nr. 1, 2. Januar 2015, ISSN 1477-7622, S. 25–42, doi:10.1080/14777622.2015.1014244.
- ↑ „Ein 1-km-M-Asteroid könnte den Weltverbrauch an Industriemetallen für Jahrzehnte abdecken.“ in: Arnold Hanslmeier: Einführung in die Astronomie und Astrophysik. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1127-0, S. 160.
- ↑ Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S. 625, @google books, abgerufen am 28. Oktober 2011
- ↑ a b asteroid spectral types daviddarling.info.
- ↑ Florian Freistetter: Asteroid Now - warum die Zukunft der Menschheit in den Sternen liegt. Hanser, München 2015, ISBN 978-3-446-44309-9, Asteroiden nutzen, S. 105–127.
- ↑ Thomas H. Burbine, et al.: S-asteroids 387 Aquitania and 980 Anacostia – Possible fragments of the breakup of a spinel-bearing parent body with CO3/CV3 affinities. In: Meteoritics. Band 27, Nr. 4, S. 424–434, 1992, bibcode:1992Metic..27..424B
- ↑ Christopher Magri, et al.: A radar survey of main-belt asteroids: Arecibo observations of 55 objects during 1999–2003. Icarus 186 (2007) 126–151, echo.jpl.nasa.gov (PDF); und Mainbelt Asteroids: Results of Arecibo and Goldstone Radar Observations of 37 Objects during 1980–1995. bibcode:1999Icar..140..379M
- ↑ Geology and Mineralogy of Asteroids and Their Suitability for Mining Activities. in Lee, 2012, S. 55 ff.
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- ↑ Franz Brandstätter, et al.: Meteoriten – Zeitzeugen der Entstehung des Sonnensystems. Verlag des Naturhistorischen Museums, Wien 2012, ISBN 978-3-902421-68-5, S. 65.
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- ↑ Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S. 625.
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- ↑ The Most Profitable Asteroid Is… universetoday.com
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