Что человечество может "вытолкнуть" в космос?

[AlexAV]

Data of geochemistry: sixth edition. Chapter B: Cosmochemistry. Part 1: meteorites. - Brian Harold Mason, Michael Fleischer, 1979.
Книга практически разжёвывает, как добывать произвольный химический элемент из "обычного астероидного щебня" (читай хондрита).

Гранитная щебёнка содержит гранулы чистого циркона. А теперь организуйте добычё циркония из неё.

Наличие отдельных гранул обогащённых по какому-то элементу не делает его извлекаемым. Есть ещё требования на минимальное среднее содержание полезной компоненты в извлекаемой породы. Ковырять тонну породы ради единственной обогащённой гранулы дело совершенно безнадёжное.

Для большинства сколько-нибудь массово используемых элементов эту условную границы можно провести по 0.05% - 0,1% или 500-1000 ppm. Дальше элемент превращается в кране дорогое и малодоступное сырьё. 

Вот выбирайте элементы, для которых найдены массивные образцы, содержащие эти 500-1000 ppm - вот весь ваш список сколько нибудь доступных веществ. На всём остальном смело можно ставить пометку неизвлекаемо или малодоступно (до 1ppm ещё можно говорить об уровне доступности редкого платиноида, вроде иридия сейчас).

И списочек  этот получается весьма унылым.

Ещё раз - речь не об отдельной хондре, а о массивном образце. В куске гранита тоже можно найти отдельные зёрна сильно обогащённые по ряду элементов , что однако его не превращает в руду.

Вот и я о том же. AlexAV уже просто скатился в троллинг. Тычет наугад в таблицу менделеева и требует показать техпроцесс добычи этого на астероиде. А я ведусь на это, как лопух.

Это не тролинг. Вы даёте абсурдное утверждение и совершенно не подкрепляете его чем-либо. Скажем никто в здравом уме и доброй памяти не станет извлекать молибден из породы с содержанием менее 0,05%. Причём понятно речь идёт не об отдельном кристаллике, а о структуре имеющей минимум многометровые размеры.

Вы же на основании наличия отдельной хондры говорите об извлечении при среднем содержании 1,5 ppm.  Вопрос как вы это собрались делать - вообще-то более чем уместен.

С остальными элементами также.

[AlexAV]

Титан: литофил, содержится в достаточных кол-вах в виде отделяемого минерала рутила, также найдены метеориты с "extreme enrichment" (стр. 41)

Вообще-то там есть конкретные цифры для разных видов пород (на странице B42).  И что мы там видим? Большинство пород содержит 400-800ppm. Отдельные образцы наиболее богатые им до 3820 ppm. Это конечно извлекаемо. Но в любом случае даже титановое сырьё превращается в весьма дорогое для извлечения.

Чтобы оценить качество астероидов как источника сырья.... Подмосковный суглинок содержит где-то 4500 ppm. По астероидным меркам - это богатейшая титановая руда. Вот только желающие её добывать почему-то в очередь не выстраиваются.  Почему-то ищут россыпи с содержанием полезной компоненты ~10% по полезной компоненте.

Ванадий: хромитовые хондры, которые можно извлечь из вещества астероидов, содержат 4800 ppm элемента (стр. 44).

Опять - в отдельных зёрнах. А по массивному куску породы в лучшем случае 260 ppm. Стандартная базальтовая щебёнка содержит его 230-290 ppm и почему-то её богатой вандаиевой рудой не считает (зёрна хромита там тож есть) .

[AlexAV]

Вольфрама в жирном, предкризисном 2007 году добывалось примерно 100 000 тонн на 6 миллиардов человек. Допустим (что не далеко и от истины) его весь потребляет  только 1 миллиард. Тот самый "золотой". Сколько вольфрама приходится на душу населения в год?

Вольфрам - элемент в основном индустриальный. Это инструментальные стали, жаропрочные и коррозионно-стойкие (для химической промышленности) сплавы. Т.е. потребность (на человека) в нём будет сильно коррелировать с потребностью в промышленном производстве. А в космосе она меньше не станет. На земле хоть воздух бесплатный и СЖО не нужна. А её придётся ведь строить и ремонтировать. А это тонны сложного оборудования на человека. А здесь и химия потребуется и металлообработка, причём в большем количестве, чем сейчас.

[AlexAV]

Цинк: литофил, посему достаточно легко выделяется из соответствующих минералов, таких как сфалерит, хромит (стр. 51).

Опять. Давайте вести речь о конкретных цифрах. На стр. 54 они приведены. И того – лучший результат около 400 ppm. Это чуть больше, чем в базальтовой щебёнке (130 ppm), но не принципиально. Минимальное содержание в рудах из которых его имеет смысл добывать считается 1 - 2% (10000-20000 ppm). Т.е. и здесь “астероидное ресурсное эльдорадо” как-то больше напоминает базальтовую щебёнку, чем даже самую бедную руду.

Цирконий: содержится в виде минерала циркона, преимущественно в троилитовых конкрециях мезосидеритов (стр. 64).

Опять смотрим цифры (с. 66). И того в лучших образцах 87 ppm. Для сравнения в гранитной щебёнке 200 ppm. По астероидным меркам это богатейшая руда!

Молибден: в метеорите Альенде обнаружены гранулы обогащённого молибденом до 26% металлического сплава (стр. 66).

Опять гранулы… А посмотрим что творится в макроскопическом образце (с.68). Разброс небольшой 1.1 – 2 ppm. Собственно даже говорить не о чем. Это меньше чем в гранитной щебёнке (около 3 ppm).

Серебро: содержится в минерале пентландите (стр. 70).

Опять. Максимум 0,3 ppm (с. 72). Вообще несерьёзно.

Вольфрам: повышенное содержание в E-хондритах, железных метеоритах; в металлических гранулах метеорита Альенде содержание достигло 2%; извлекать можно нагревом до очень высокой температуры, так как вольфрам последним остаётся в твёрдой фазе (стр. 87).

Лучшие образцы – 1,5 ppm (c. 87). Для сравнения в гранитах 1,9 ppm.

Медь: в металлическом метеорите "Сан Кристобал" содержание достигло 1016 ppm, что говорит о сильном обогащении со средним значением в 100 ppm, изредка встречается в виде вкраплений чистого металла; минерал таенит содержит до 2610 ppm растворённой в железоникеле меди (стр 50).

В целом редко превосходит 200 ppm. Есть уникальный образец с 1016 ppm. Содержание же в самых бедных медных рудах, которые ещё имеет смысл разрабатывать – 0,3% (3000 ppm). Т.е. даже уникальные образцы сильно недотягивают.

Что в итоге? Практически не по одному элементу нет промышленных концентраций (кроме никеля и платиноидов). По большинству содержание мало отличается от гранитной/базальтовой/аргиллитовой щебёнки. Причём часто, скорее, в пользу щебёнки. Только вот почему-то из неё никто и ничего не добывает.

Кроме того. Это максимальные концентрации и относятся к хондритам разных типов. Т.е. найти всё в одном астероидном семействе будет невозможно (это, как правило, осколки одного тела). А это значит расходы на транспорт (далеко за пределами ХС в 1 км/с).

[AlexAV]

Ы? Первая же ссылка - статья из журнала Nature, где говорится что земные месторождения вольфрама, золота, других платиноидов обязаны своим существованием импактам. Вам это ни о чём не говорит? 

Не говорит. Кларки этих элементов что в земной коре, что в астероидах так ничтожны, что добычи не допускают. Из того, что в астероидах их чуть больше чем в среднем по земной коре не делает их извлекаемыми. Надо смотреть не абстрактные больше-меньше. А конкретные значения концентраций в породе. Ещё раз - в породе, а не отдельных хондрах.

[AlexAV]

е обойдётся дороже, не доказал.

Что не доказал? Ни в одном образце нет концентрации соответствующей требованиям к промышленным месторождениям по большинству элементов. Это факт.

Ибо по нашим же приведённым здесь источникам, вариации содержания искомых минералов настолько высоки, что среди множества астероидов совершенно определённо есть такие, где содержание, например, циркона, достаточно велико.

Вариация кстати не очень велика для хондритов одного типа. Не превышает нескольких раз.

Опять же надо опираться на факты, а не на фантазии. Нет образца с заданным содержанием компоненты - значит нет ресурса.

Совершенно точно, фрагмент/участок с достаточно высоким содержанием циркона, пентландита или мериллита будет. Это во-первых.

Чем подтвердите. Т.е. где образец с таким содержанием!

[AlexAV]

о-вторых, транспортные издержки в пределах одного семейства астероидов пренебрежимо малы. Эквивалент дельта-v - десятки, максимум сотни м/с.

Ага. А ничего, что максимум концентраций для разных элементов приходится на разные типы пород. А семейство - осколки одного астероида. Летать придётся по всему поясу и летать много.

[AlexAV]

А солнечная энергия всегда доступна.

Солнечная энергия сложно утилизируемая и очень дорогая. И уж тем более в главном поясе астероидов.

[AlexAV]

Эльдорадо в поясе астероидов относится только к отсутствию гравитационной ямы, отсутствию агрессивных коррозионных сред, присутствию непрерывного доступа к неисчерпаемой солнечной энергии и лёгкому доступу к значительной части минеральных ресурсов (строительные материалы, рабочее тело, арматура, пища, вода).

Это всё фантазии. Т.е. нет практического подтверждения, что это действительно будет давать значительный выигрыш.

Что касается солнечной энергетики - единственная опорная точка, которую имеет смысл принимать во внимание - энергетические системы космических аппаратов. А эту энергетику мягко говоря крайне сложно назвать дешёвой.

Что касается отсутствия гравитации (точнее её очень низкого значения) - это вообще вероятно не плюс, а минус. Т.е. непонятно как с астероида вообще что-то отковырять (понятно речь о промышленных масштабах). Экскаватору нужна точка опоры, а где её там получит? При взрывных работах в космос улетит больше чем соберёшь. "Пылесосить" магнитом? Но в этом случае можно взять лишь незначительную часть вещества, да и то только магнитную. Это бедствие, а не достоинство.

Об отсутствии деградации техники в космосе - тоже не верно. Коррозии там нет. Зато есть микрометеоритная эрозия, которая вредит едва ли меньше. Плюс радиация, а это сразу сильно бьёт по надёжности электронных компонент.

Там где есть вода, углерод и азот (хондриты типа С1 и С2) - там мало металлов. Там где много металлов (самые богаты по ряду компонентов получаются ахондриты Aa, An и т.д.)  - нет летучих элементов. Найти хондриты и ахондриты в одном семействе - малость маловероятно.

[AlexAV]

КПД системы по электричеству получается ~25%. Т.е. квадратный километр солнечного коллектора даёт 25-75 МВт электричества.

Какая будет стоимость строительства, обслуживания, скорость деградации элементов?

Когда говорят о некой "бесплатной" энергии почему-то всегда забывают, что для её утилизации нужна сложная и дорогостоящая инфраструктура которая, в отличие от солнечного света, совсем не бесплатная и отнюдь не вечная.

[AlexAV]

Изучите матчасть.
1) Осколки дифференцированного тела, включающего кору, мантию, халькофильную оболочку ядра и сидерофильное ядро.

Астероидные семейства живут весьма ограниченное время. Не более миллиарда лет в большинстве случаев. А такие богатые на типы семейства имели шанс появиться только на самом раннем этапе эволюции системы. Большинство из них уже давно развалилась. Большинство современных семейств - это не осколки от столкновения первичных тел, а уже осколки от осколков в n-й итерации. Разнообразие здесь будет несравнимо ниже (конечно это пока надо ещё проверять, но особенно здесь надеяться не на что).

Кроме того встретить хондрит и ахондрит в одном семействе кажется совсем фантастикой.

[AlexAV]

Лучший результат для чего? Это - важный вопрос. Ибо вы приводите лучший результат для пары камней, найденных на обочине дороги, для которых был проведён химический анализ. Это НЕ является лучшим результатом для семейства астероидов.

Лучший имеющийся.

Вообще если у вас есть случайная выборка из какого-то множества объектов, то можно сделать оценки встречаемости интересующего признака. Если из около 25000 известных метеоритов соответствующего показателя не обнаружено, то следовательно вероятность найти этот признак у случайного астероида не превышает 1/25000. Понятно что это только оценка сверху, их может вообще не быть.

P.S. Если бы была такая случайная выборка земных пород, то по крайней мере в какие-нибудь рудопроявления мы бы попали-бы точно.

[AlexAV]

То, что у астероидов слаба гравитация, нет атмосферы и есть солнечный свет, а также вода, органика, силикаты и металл - это всё абсолютно достоверные факты.

Это факт. А то, что это даёт хоть какие-то плюсы - нет.

А вот это как раз никак не обосновано. Колония располагается не на астероиде, а внутри. "Удивительно", но при отсутствии гравитации космонавтам удаётся что-то делать на МКС.

Добыча руды качества придорожной щебёнки шахтным способом? И после этого вы продолжаете доказывать дешевизну таких ресурсов. 

Про защиту от радиации уже вроде бы говорили, но вы зарыли голову в песок и продолжаете повторять свои мантры. Становится скучно.

Т.е. вы надеетесь обойтись вообще без элементов  инфраструктуры на поверхности?

Тем выше степень перемешивания и вероятность обнаружения сразу всех месторождений на первом попавшемся астероиде.

Ага. Только нет никаких доказательств, что она вообще отлична от нуля.

[AlexAV]

Когда говорят в этой теме о сравнительно "бесплатной" энергии, речь идёт о том, что на Луне/Марсе дела с добычей энергии обстоят намного хуже. Вы оффтопите - вы вмешались в сравнение целесообразности колонизации планет и малых тел СС и предъявляете совершенно непонятные и необоснованные требования. Я вам уже указывал на это. Так сложно читать буквы и понимать их?

Я вообще считаю, что колонизация тел не обладающих активными процессами в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере - невозможна.

Луна, Марс, астероиды в этом смысле одинаково бесполезны.

Поэтому вижу смысл сравнивать только с Землёй (других планет, отвечающих этому условию, в нашей солнечной системе нет).

[AlexAV]

AlexAV,
ваша демагогическая тактика натягивания средней температуры по больнице не работает в случае

Демагогия с пустыми фантазиями у Вас.

Моё утверждение кстати легко опровергается. Вам достаточно привести мне массивный образец (граммы, килограммы) со средним содержанием полезной компоненты, соответствующей стандартам промышленного месторождения (никель, железо и платиноиды приводить не надо:) ).

Но вы этого сделать не можете. Поскольку такого образца просто нет. Следовательно здесь я прав, а вы нет.

непрерывного доступа к неисчерпаемому источнику энергии

Нет... Я спорю не о постоянном доступе и неисчерпаемости, а о себестоимости...

Эта энергия есть, но она страшно дорогая. По крайней мере в космической технике нет ни единого обратного примера. Так что снова демагогия и фантазии только от Вас.

[AlexAV]

ОК, тогда откажитесь от исользования воды, солнечного света, органики и металлов. И отойдите от компьютера! Откажитесь от "никаких плюсов".

Плюс или минус - понятия относительные. С чем сравниваем?  Я вижу смысл брать за точку отсчёта Землю. А здесь сколько угодно воды, море органики (и ещё самовосстанавливающейся), очень доступный азот и т.д. Где вода доступнее и дешевле?
Здесь:

Или здесь:


О каких преимуществах собственно речь?

[AlexAV]

Эти стандарты постоянно меняются.

Согласен. С одной стороны они здесь снижаются, с другой оценки максимальных концентраций на астероидах будут расти.

Однако ни тот ни другой процесс не может длиться до бесконечности. Ресурсы не могут стоить сколько-угодно много иначе от них откажутся (в светлом варианте замещения или в тёмном завала цивилизации - не важно). С другой - нельзя найти чего нет.

Если эти две кривые когда-нибудь пересекутся, тогда о ресурсах астероидов можно будет говорить более серьёзно. А пока речь об освоении руды качества придорожной щебёнки в очень сложном для добычи месте - это ни о чём.

[AlexAV]

Похоже, контактные исследования астероидов с прицелом на изучение возможности их использования и переработки действительно назрели, не зря американцы замутили свой OSIRIS-REx.

Совершено согласен. Знания о нашем ближайшем окружении по солнечной системе никогда лишними не будут.

[AlexAV]

Тогда нечего и лезть туда, да? Навсегда остаемся на Земле-матушке?

Исследовать я считаю всё равно надо. Знания о других мирах могут помочь и в нашем. Кроме того, я не разделяю позицию, что любое исследования должно преследовать только прагматические цели. Т.е. исследования фундаментального, мировозренческого плана тоже нужны, даже если это никогда не даст какой-то практической отдачи.

Что касается собственно вопроса... То да, я склоняюсь к мнению, что Земля для человечества - колыбель, дом и могила.

[AlexAV]

Я не вижу на 2й картинке достаточных количеств индия и урана.

А на ней их действительно нет.

Ах, ну тогда понятно где собака зарыта. Сразу становится ясным столь упорное закрывание глаз при виде фактов.

Беда в том, что этих фактов-то у Вас и нет.