Asteroid Mining

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Erdnaher Asteroid Eros
Doppel-Asteroid Antiope des äußeren Haupt-Asteroidengürtels (künstlerische Darstellung)
Objektverteilung im Asteroidengürtel

Asteroid Mining (dt. etwa Asteroiden-Bergbau) bezeichnet Konzepte für Abbauverfahren von Rohstoffen im Weltraum.[1][2]

Hintergrund[Bearbeiten]

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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.[3][4][5] 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. Je nach Beschaffenheit und Dichte könnte schon ein 1-km-Objekt den heutigen Bedarf an Industriemetallen für Jahrzehnte decken.[6][7][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.[9][10] Radarastronomische Messungen der Observatorien Arecibo und Goldstone des E-Klasse Asteroiden (44) Nysa zeigen Vorkommen von Enstatit, Forsterit und Pyroxene. Ebenso der Erdbahnkreuzer (3103) Eger scheint aus diesen Komponenten zu bestehen[11]

Auch V-Asteroiden können für den Weltraumbergbau abbauwürdige Vorkommen aufweisen.[12]Wasser und Eis wurde ebenfalls auf Asteroiden und anderen Himmelskörpern detektiert.[13] Terrestrische Erze, wie sie im Bushveld-Komplex vorkommen, weisen eine Platinmetall-Konzentration von 10 ppm auf, meteoritische Funde zeigen Konzentrationen von 100 ppm.[14] Von den mehr als 5000 (Stand 2012) bekannten terrestrischen Minerale finden sich etwa 300 in Meteoriten.[15]

Die große Mehrzahl der Meteoriten, und damit wohl auch die der Asteroiden, sind Chondrite. Diese Stein-Meteoriten können aber auch bis zu 20% Metalle enthalten, ob das auf einige Asteroiden in dieser Größenordnung auch zutreffen könnte ist bis jetzt nicht erwiesen.

Konzepte[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 missionen sind geplant.[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 werden 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]

Im Advanced Space Transportation Program, einem F&E-Programm der NASA, werden fortgeschrittene Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologien, u. a. für das Asteroid Mining entwickelt.[26] Im Rahmen eines weiteren Programms erforschen NASA und die Firma Caterpillar zukünftige Bergbau-Technologien, die auf dem Erdmond eingesetzt werden könnten.[27]

Auf zukünftigen Langzeit- und Interstellaren Raumfahrtmissionen könnten extraterrestrische Ressourcen für die Herstellung von diversen Materialien und Treibstoffen genutzt werden. Dafür wurde der Begriff In-situ Resource Utilization bzw. Extraterrestrial Resource Utilization (dt. etwa Außerirdische Ressourcen Nutzbarmachung) geprägt.[28][29][30] 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.[31][32] Auch Von-Neumann-Sonden könnten diese extraterrestrischen Rohstoffquellen nutzen.[33] Spuren von Bergbauaktivitäten (targeted asteroid mining) auf anderen Himmelskörpern könnten Hinweise auf technologische Aktivitäten für SETI liefern.[34][35][36]

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 bekannt.[37][38] Ein Unternehmensziel ist 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.[39][40] Vertreter konventioneller Bergbauunternehmen äußerten sich zurückhaltend über die Pläne von Planetary Resources, auch wurden Bedenken über die möglichen Auswirkungen auf die Rohstoffmärkte laut.[41][42] 2013 verlautbarte Planetary Resources eine Kooperation mit Bechtel Corporation.[43]

Im Juli 2012 hielt das Advanced Concepts Team der ESA am ESTEC ein Kolloquium über Asteroid Mining ab.[44] NASA-NIAC kündigte im September 2012 das Projekt RAP (Robotic Asteroid Prospector) an, in dem Möglichkeiten und technische Systemanforderungen für zukünftige Asteroidenbergbau-Missionen untersucht werden.[45]

Im Januar 2013 gab das US-Unternehmen Deep Space Industries Pläne für Asteroidenbergbau bekannt und kündigte erste Erkundungsmissionen für 2015 an.[46] [47]

Am 5. April kündigte der US-Senator und ehemalige Astronaut Bill Nelson ein 104 Mio. USD Projekt der NASA an, die New Asteroid Initiative. Geplant ist, bis 2019 einen geeigneten, kleinen Asteroiden zu finden, mittels Robotersonden einzufangen und das Objekt in einen Mondorbit zu bringen. Bis 2021 sind bemannte Landemissionen mit dem Space Launch System und Orion auf dem Asteroiden vorgesehen, um erforderliche Techniken und Technologien für zukünftige Vorhaben zu testen.[48][49]

Forscher klassifizierten eine Gruppe von vorerst zwölf kleineren Objekten als EROs (Easily Retrievable Objects). Diese erdnahen Asteroiden, wie 2006 RH120, 2010 VQ98, 2007 UN12 und andere, wären aufgrund ihrer Bahndaten mit derzeit verfügbaren Technologien (Stand 2013) erreichbar und könnten in die Nähe von L1/L2 des Erde-Sonne Systems gebracht werden.[50][51] Der Astrophysiker Martin Elvis adaptierte die Drake-Gleichung um erste Abschätzungen über eine mögliche Anzahl geeigneter Objekte treffen zu können[52] und veröffentliche Anfang 2014 erste konservative Ergebnisse.[53]

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.[54]

Weitere Ressourcen[Bearbeiten]

Auf Monden gibt es natürliche Ressourcen, aus denen beispielsweise Erze gewonnen werden könnten. Auf dem Erdmond ist u. a. Titan, Helium und KREEP vorhanden.[55][56][57] Mit der Mondsonde Clementine wurden lunare Titankonzentrationen kartographiert.[58] In lunaren Basalt aus den Mare-Becken kommt das Mineral Ilmenit vor und kann 15 bis 20 Prozent Titan enthalten.[59][60] Gesteinsproben, die von Apollo 17 zurückgebracht wurden, enthielten bis zu 30 % Titan.[61] Die Mondkruste besteht zu einem großen Teil aus Anorthosit.[62] In den Hochländern finden sich Troktolith und Norit.[63] Eine detailreichere Erforschung und mineralische Kartographierung war mit dem Spektrometer Moon Mineralogy Maper der Chandrayaan-1-Sonde geplant.[64]

Sonstiges[Bearbeiten]

Das Weltraumrecht befasst sich mit den rechtlichen Aspekten des Weltraumbergbaus.[65][66]

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.[67]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[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.
  • M. J. Sonter: The technical and economic feasibility of mining the near-earth asteroids. Acta Astronautica, Volume 41, Issues 4-10, August-November 1997, S.637-647.
  • Brian O'Leary: Asteroidal resources for space manufacturing. Acta Astronautica, Volume 6, Issue 11, November 1979, S.1467-1480 & Mining the Apollo and Amor Asteroids. Science, Vol.197, no.4301, S.363-366, 1977, DOI: 10.1126/science.197.4301.363-a, Abstract@ NASA ADS.
  • International Space University Team Project report: ASTRA : Asteroid Mining Technologies Roadmap and Applications. 2010, full report, summary pdf, abgerufen am 15. März 2012.

Weblinks[Bearbeiten]

Videos[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  J. D. Burke: An ISU study of asteroid mining. 1991 (Abstract, abgerufen am 24. April 2011).
  2. Shane D. Ross: Near-Earth Asteroid Mining. esm.vt.edu, pdf, abgerufen am 23. April 2011
  3. Part III: Near-Earth Objects – Resources of Near-Earth Space. nss.org
  4. The Role of Near-Earth Asteroids in Long-Term Platinum Supply nss.org, (pdf; 75 kB); Charles L. Gerlach: Profitably Exploiting Near-Earth Object Resources. abundantplanet.org, (pdf; 1,1 MB) abgerufen am 4. Mai 2012
  5. The Ethics of Planetary Exploration and Colonization discovery.com, abgerufen am 27. April 2011
  6. 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.
  7. Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S.625, @google books, abgerufen am 28. Oktober 2011
  8. M-class asteroid @daviddarling.info; M-type asteroid en.wp, abgerufen am 27. April 2012
  9. S-class asteroid daviddarling.info; S-type asteroid en.wp
  10. 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. Meteoritics, vol.27, no.4, S,424-434, 1992, @ads adsabs.harvard.edu, abgerufen am 26. April 2012
  11. Christopher Magri, et al.: A radar survey of main-belt asteroids: Arecibo observations of 55 objects during 1999–2003. Icarus 186 (2007) 126–151, pdf@ jpl.nasa.gov; & Mainbelt Asteroids: Results of Arecibo and Goldstone Radar Observations of 37 Objects during 1980–1995.abstract@ adsabs.harvard.edu, abgerufen am 27. April 2012
  12. Geology and Mineralogy of Asteroids and Their Suitability for Mining Activities. in Lee, 2012, S.55ff.
  13. Arnold Hanslmeier: Water in the Universe. Springer, Dordrecht 2011, ISBN 978-90-481-9984-6,S.122ff, @google books abgerufen am 28.September 2012
  14. Donald K. Yeomans: Near-earth objects – finding them before they find us. Princeton Univ. Press, Princeton 2013, ISBN 978-0-691-14929-5; :„These relatively rich igneous ores have a platinium group metals concentration of 10 parts per million (ppm) or about 10 grams per metric ton. From meteorite evidence, some asteroids have ten times that concentration of platinium group metals, or 100 ppm.“ Mining Near – Earth Objects, S.102
  15. Franz Brandstätter, et al.: Meteoriten – Zeitzeugen der Entstehung des Sonnensystems. Verlag des Naturhistorischen Museums, Wien 2012, ISBN 978-3-902421-68-5, S.65
  16. Edward C. Blair: Asteroids – overview, abstracts and bibliography. Nova Science, New York 2002, ISBN 1-59033-482-5; „Near Earth Asteroid Mining: What and How?“ S.17, @ google books abgerufen am 27. April 2011
  17. Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S. 625.
  18. Ricky Lee: Economic and Technical Prospects of Mining on Celestial Bodies in ebender: Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space. Springer, Dordrecht 2012, ISBN 978-94-007-2038-1, S.21ff.@google books, abgerufen am 25. April 2012
  19. Brad R. Blair, et al.: Asteroid Mining Methods. SSI Space Manufacturing 14 Conference, NASA Ames Research Center, October 2010, pdf abgerufen am 19. August 2011
  20. Alan J. Willoughby, et al.: Sample Returns to Enable Asteroid Mining. doi, Abstract
  21. Asteroid Retrieval Feasibility Study nss.org, pdf, abgerufen am 21. April 2012
  22. John R. Brophy, et al.: Asteroid retrieval feasibility. abstract@ ieee.org; Is Asteroid Mining Possible? Study Says Yes, for $2.6 Billion space.com, abgerufen am 13. Juni 2012
  23. Wie man einen Asteroiden einfängt derstandard.at;, The Plan to Bring an Asteroid to Earth wired.com, abgerufen am 12. Oktober 2011
  24. Asteroid Retrieval Mission Study caltech.edu; Zaki Hasnain, et al.:Capturing near-Earth asteroids around Earth. Acta Astronautica, Vol.81, Issue 2, December 2012, S.523–531; Keck Institute for Space Studies en.wikipedia, abgerufen am 7. Oktober 2011
  25. Moving An Asteroid kiss.caltech.edu, Workshop Public Lecture September 2011, abgerufen am 30. Januar 2012
  26. Advanced Space Transportation Program. nasa.gov, abgerufen am 23. April 2011
  27. NASA and Caterpillar Inc. partner for Lunar excavation and construction nasa.gov; NASA Plans New Robot Generation to Explore Moon, Asteroids space.com, abgerufen am 26. Juni 2012
  28. In-Situ Resource Utilization nasa.gov; ISRU@ en.wikipedia.org
  29. Extraterrestrial Resource Utilization eo.ucar.edu, abgerufen am 9. August 2011
  30. Marc G.Millis, et al.: Frontiers of propulsion science. American Inst. of Aeronautics and Astronautics, Reston 2009, ISBN 978-1-56347-956-4, S.73ff.
  31. Outer Planet Mining Vehicle Design Issues Identified and Analyzed; Outer Planet Mining Atmospheric Cruiser Systems Analyzed grc.nasa.gov, abgerufen am 30. Juli 2012
  32. Mining He-3 from the Gas Giants in: Kelvin F. Long: Deep space propulsion – a roadmap to interstellar flight. Springer, New York 2012, ISBN 978-1-4614-0606-8. S.93ff. @ google books abgerufen am 18. August 2012
  33. von Neumann probe daviddarling.info
  34. ET's Asteroid Mining Acitivity Should Be Visible From Earth. technologyreview.com
  35. Ray Villard: Asteroid Forensics May Point to Alien Space Miners. discovery.com
  36.  Duncan Forgan, Martin Elvis: Extrasolar Asteroid Mining as Forensic Evidence for Extraterrestrial Intelligence. In: 1103.5369. 28. Februar 2011, arXiv:1103.5369.
  37. James Cameron und Google-Chef für Rohstoff-Förderung im Weltall focus.de; Planetary Resources Co-Founder Aims To Create Space 'Gold Rush' forbes.com; Planetary Resources en.wp, abgerufen am 21. April 2012
  38. Planetary Resources Press Conference Webcast Archive planetaryresources.com, abgerufen am 25. April 2012
  39. Planetary Resources: Die Kapitalisierung des Alls beginnt heise.de abgerufen am 25. April 2012;Rohstoffe aus dem AllVorlage:Webarchiv/Wartung/Nummerierte_Parameter ftd.de; Goldsucher im Weltall zeit.de, abgerufen am 22. April 2012
  40. There are no roads where we re headed.But we have a map planetaryresources.com, abgerufen am 25. April 2012
  41. Weltall oder Meeresboden – Woher kommen die Rohstoffe der Zukunft? wallstreetjournal.de
  42. Forex Manna From Heaven: Space Mining And The Peak Metals Crunch forbes.com; Mining asteroids-Going platinum economist.com, abgerufen am 26. Juni 2012
  43. Big-time players are getting serious about asteroid perils and profits nbcnews.com; Bechtel Partners with Planetary Resources for Space Initiative planetaryresources.com, abgerufen am 20. April 2013
  44. 10 years of Advanced Concepts and looking ahead esa.int, abgerufen am 21. November 2013
  45. Robotic Asteroid Prospector (RAP) Staged from L-1: Start of the Deep Space Economy nasa.gov; Study Looks at Making Asteroid Mining Viable universetoday.com, abgerufen am 28. September 2012
  46. Platin, Nickel und Co.: US-Firma will Rohstoffe im All abbauen spiegel.de; Asteroid Mining Gets Competitive skyandtelescope.com, abgerufen am 25. Januar 2013
  47. Misson – It is time to begin the harvest of space deepspaceindustries.com
  48. Nasa will 2019 Asteroiden einfangen zeit.de; Nasa plans asteroid rodeo to lasso 25ft space rock for research guardian.co.uk; NASA to get $100 million for asteroid mission, senator says nbcnews.com, abgerufen am 8. April 2013
  49. NASA's Asteroid Initiative Benefits From Rich History nasa.gov
  50. Engineers Identify 12 Asteroids We Could Capture With Existing Rocket Technology wired.com;How to Drag an Asteroid to Earth astrobites.org abgerufen am 24. August 2013
  51. D. García Yárnoz, et al: Easily Retrievable Objects among the NEO Population arxiv.org; Neus Lladó,et al.:Capturing small asteroids into a Sun-Earth lagrangian point (PDF; 430 kB) maia.ub.es, abgerufen am 20. November 2013
  52. Alien-hunting equation revamped for mining asteroids newscientist.com, abgerufen am 11. Dezember 2013
  53. Few asteroids are worth mining, suggests Harvard study bbc.co.uk; Martin Elvis: How Many Ore-Bearing Asteroids? arxiv.org, abgerufen am 23. Januar 2014
  54. US must beat China back to the moon: Entrepreneur cnbc.com; Moon Mining Rush Ahead? nationalgeographic.com, abgerufen am 15. November 2013
  55. Is Mining Rare Minerals on the Moon Vital to National Security? lunarscience.arc.nasa.gov, 4. Oktober 2010
  56. Mining the Moon., Popular Mechanics,S. 56ff, Oktober 2004, @google books
  57. NASA-Daten weisen auf reiche Titan-Vorkommen auf dem Mond hin derstandard.at, abgerufen am 10. Oktober 2011
  58. Clementine Titanium Map of the Moon, gif lpi.usra.edu, abgerufen am 27. März 2014
  59. John S. Lewis: Unbegrenzte Zukunft. Bettendorf, München 1998, ISBN 3-88498-126-9, S.65
  60. How to set up a moon base bbc.co.uk, abgerufen am 25. November 2011
  61. 70017 Ilmenite Basalt curator.jsc.nasa.gov, pdf. abgerufen am 25. November 2011
  62. Paul G. Lucey: Mineral maps of the Moon. Geophysical Research Letter, Vol. 31, L08701, doi:10.1029/2003GL019406, 2004
  63. Jennifer Edmundson, et al.: A Survey of Geologic Resources. in Viorel Badescu: Moon - prospective energy and material resources. Springer, Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-27968-3, S.14
  64. Moon Mineralogy Mapper – science moonmineralogymapper.jpl.nasa.gov, abgerufen am 11. August 2012
  65. Wem gehören die Asteroiden eigentlich?, derstandard.at; Technological Challenges Aside, Is Asteroid Mining Legal? popsci.com; Space Law and Space Resources nss.org, abgerufen am 13.Oktober 2012
  66. U.N. Space Treaty's Legal Gauntlet: Can Space-Miners Go The Distance? forbes.com, abgerufen am 15. Oktober 2012; Gérardine Meishan Goh: Pella vilya: Near earth objects — Planetary defence through the regulation of resource utilisation. Acta Astronautica, Vol.67, Issues 1–2, July–August 2010, S.230–240.
  67. Asteroid mining's peculiar past. bbc.com, abgerufen am 1. Februar 2013
  68. universetoday.com abgerufen am 29. November 2013