Bagian III: Pertimbangan Pemanfaatan Sumber Daya
Di Bagian I dan Bagian II dari seri ini, saya memeriksa beberapa masalah operasional dan ilmiah yang terkait dengan misi manusia ke asteroid Bumi dekat (NEO) dan membandingkannya dengan operasi yang lebih sederhana dan kembalinya misi ilmiah ke Bulan yang lebih besar. Untuk melanjutkan diskusi tentang apa yang mungkin kita lakukan di asteroid, sekarang saya akan mempertimbangkan untuk menggunakan sumber daya lokal yang ditawarkan oleh asteroid, bagaimana mereka berbeda dari bulan, dan menawarkan beberapa pertimbangan praktis tentang mengakses dan menggunakannya.
Untuk menjadi spesies yang benar-benar luar angkasa, manusia harus belajar bagaimana menggunakan apa yang kita temukan di luar angkasa untuk bertahan hidup dan berkembang. Terikat pada rantai logistik Bumi, kita sekarang dan akan selalu terbatas dalam kemampuan ruang. Tujuan utama kami di ruang angkasa adalah untuk mengembangkan kemampuan untuk pergi ke mana saja kapan saja dan melakukan misi apa pun yang dapat kita bayangkan. Kemampuan seperti itu tidak terpikirkan tanpa bisa memperoleh ketentuan dari sumber daya yang ditemukan di luar planet. Itu berarti mengembangkan dan menggunakan sumber daya ruang untuk menciptakan kemampuan baru.
Salah satu manfaat dugaan dari tujuan asteroid adalah bahwa mereka kaya akan potensi sumber daya. Saya setuju, dengan aksen pada kata "potensial." Panduan terbaik kami untuk sifat sumber daya ini berasal dari studi tentang meteorit, yang berasal dari asteroid dekat Bumi. Mereka memiliki beberapa komposisi, yang paling umum adalah chondrite biasa, yang membentuk sekitar 85% dari meteorit yang jatuh. Chondrite biasa pada dasarnya adalah batuan, kaya akan unsur silikon, besi, magnesium, kalsium dan aluminium. Mereka mengandung butiran logam yang melimpah, sebagian besar terdiri dari besi dan nikel, tersebar luas di seluruh batu.
Potensi sumber daya asteroid tidak terletak pada objek-objek ini, tetapi pada minoritas asteroid yang memiliki komposisi lebih eksotis. Asteroid logam membentuk sekitar 7% dari populasi dan terdiri dari logam besi-nikel yang hampir murni, dengan beberapa inklusi bahan seperti batu sebagai komponen minor. Unsur-unsur siderofil (pencinta besi) lainnya termasuk platinum dan emas membentuk bagian-bagian tubuh ini. Asteroid logam adalah deposit bijih yang sangat bermutu tinggi dan berpotensi bernilai miliaran dolar jika kita bisa mendapatkan logam ini kembali ke Bumi, walaupun kita harus berhati-hati terhadap kemungkinan dampak bencana di pasar logam mulia yang ada - begitu banyak emas diproduksi selama 1849 California Gold Rush bahwa harga pasar dunia emas menurun dengan faktor enam belas.
Dari perspektif spaceflight, air memiliki nilai paling besar. Jenis asteroid lain yang relatif jarang juga adalah chondrite, tetapi jenis khusus yang mengandung karbon dan senyawa organik serta lempung dan mineral terhidrasi lainnya. Badan-badan ini mengandung sejumlah besar air. Air adalah salah satu zat yang paling berguna di luar angkasa - ia mendukung kehidupan manusia (untuk minum, untuk digunakan sebagai pelindung radiasi, dan untuk bernapas ketika dipecah menjadi komponen hidrogen dan oksigen), ia dapat digunakan sebagai media penyimpanan energi (bahan bakar sel) dan itu adalah propelan roket kimia paling kuat yang dikenal. Menemukan dan menggunakan NEO yang kaya air akan menciptakan gudang logistik yang sangat bernilai.
Keuntungan utama asteroid untuk sumber daya adalah kelemahannya sebagai lingkungan operasional - mereka memiliki gravitasi permukaan yang sangat rendah. Masuk dan keluar dari gravitasi Bulan dengan baik membutuhkan perubahan kecepatan sekitar 2380 m / s (dua arah); untuk melakukan hal yang sama untuk asteroid khas hanya membutuhkan beberapa meter per detik. Ini berarti muatan yang diluncurkan dari asteroid daripada Bulan menghemat hampir 5 km / detik dalam delta-v, sejumlah besar energi. Jadi dari perspektif energi, asteroid mengalahkan Bulan sebagai sumber bahan.
Namun, ada beberapa kesulitan dalam menambang dan menggunakan bahan asteroid dibandingkan dengan sumber daya bulan. Pertama adalah sifat bahan baku atau "bijih." Kami baru-baru ini menemukan bahwa air di kutub Bulan tidak hanya hadir dalam jumlah yang sangat besar (puluhan miliar ton) tetapi juga dalam bentuk yang mudah digunakan - Es. Es dapat diubah menjadi cairan untuk diproses lebih lanjut dengan biaya energi minimal; jika regolith es dari kutub dipanaskan hingga di atas 0 ° C, es akan meleleh dan air dapat dikumpulkan dan disimpan. Air dalam kondroitit terikat secara kimiawi dalam struktur mineral. Sejumlah besar energi diperlukan untuk memutus ikatan kimia ini untuk membebaskan air, setidaknya 2-3 kali lipat lebih banyak energi, tergantung pada fase mineral spesifik yang sedang diproses. Jadi mengekstraksi air dari asteroid, hadir dalam jumlah beberapa persen hingga mungkin beberapa puluh persen, membutuhkan energi yang signifikan; air-es di kutub Bulan hadir dalam kelimpahan yang lebih besar (hingga 100% di kawah kutub tertentu) dan sudah dalam bentuk proses yang mudah digunakan dan digunakan.
Pemrosesan bahan alami untuk mengekstraksi air memiliki banyak langkah rinci, dari akuisisi bahan baku hingga memindahkan bahan melalui aliran pemrosesan ke pengumpulan dan penyimpanan produk turunan. Pada setiap tahap, kami biasanya memisahkan satu komponen dari yang lain; Gravitasi melayani tujuan ini di sebagian besar pemrosesan industri. Salah satu kesulitan dalam pemrosesan sumber daya asteroid adalah untuk merancang teknik yang tidak memerlukan gravitasi (termasuk fenomena terkait, seperti konveksi termal) atau membuat medan gravitasi buatan untuk memastikan segala sesuatu bergerak ke arah yang benar. Salah satu pendekatan mempersulit proses ekstraksi sumber daya.
Jarak besar dari Bumi dan aksesibilitas asteroid yang buruk versus Bulan, bekerja melawan ekstraksi dan pemrosesan sumber daya. Kunjungan manusia ke NEO akan berlangsung singkat dan karena jeda waktu radio ke asteroid ada beberapa menit, maka kendali jarak jauh langsung dari pemrosesan tidak akan mungkin dilakukan. Sistem robot untuk penambangan asteroid harus dirancang untuk memiliki tingkat otonomi yang besar. Ini mungkin menjadi mungkin tetapi saat ini kami tidak memiliki informasi yang cukup tentang sifat bahan baku asteroid untuk merancang atau bahkan membayangkan penggunaan peralatan robotik tersebut. Selain itu, bahkan jika kita benar-benar memahami sifat deposit, penambangan dan pemrosesan adalah aktivitas yang sangat interaktif di Bumi dan akan terjadi di luar angkasa. Anomali atau kesalahan perhitungan sekecil apa pun dapat menyebabkan seluruh aliran pemrosesan terpecah dan dalam operasi jarak jauh, akan sulit untuk mendiagnosis dan memperbaiki masalah dan memulai kembali.
Masalah aksesibilitas juga memotong terhadap sumber daya asteroid. Kita tidak bisa pergi ke asteroid tertentu sesuka hati; luncurkan jendela terbuka untuk waktu yang sangat singkat dan hampir selalu ditutup. Ini tidak hanya mempengaruhi akses kami ke asteroid tetapi juga mempersingkat periode waktu ketika kami dapat meninggalkan objek untuk mengembalikan produk kami ke ruang dekat Bumi. Sebaliknya, kita dapat pergi ke dan dari Bulan kapan saja dan kedekatannya berarti kendali jarak jauh yang hampir seketika dimungkinkan. Kesulitan kendali jarak jauh untuk kegiatan asteroid telah membuat beberapa orang menyarankan agar kita merancang cara untuk "menarik" tubuh ke orbit Bumi, di mana ia dapat dipecah dan diproses pada waktu luang kita. Saya ngeri memikirkan ditugaskan untuk menulis pernyataan dampak lingkungan (jika Anda akan memaafkan) untuk kegiatan itu.
Jadi di mana hal itu meninggalkan kita dalam kaitannya dengan akses dan pemanfaatan sumber daya ruang? Pemanfaatan sumber daya asteroid memiliki potensi tetapi mengingat tingkat teknologi saat ini, prospek keberhasilan yang tidak pasti. Asteroid sulit dijangkau, memiliki waktu kunjungan singkat untuk pulang pergi, lingkungan kerja yang sulit, dan hasil produk yang tidak pasti. Asteroid memang memiliki gravitasi rendah. Sebaliknya, Bulan dekat dan memiliki bahan yang kita inginkan dalam bentuk yang kita butuhkan. Bulan mudah diakses kapan saja dan dapat menerima operasi jarak jauh yang dikendalikan dari Bumi dalam waktu yang hampir bersamaan. Perspektif saya adalah bahwa paling masuk akal untuk pergi ke Bulan terlebih dahulu dan mempelajari teknik, kesulitan, dan teknologi untuk pemanfaatan sumber daya planet dengan membuat propelan dari air bulan. Hampir setiap langkah dari kegiatan ini - mulai dari pencarian calon, pemrosesan dan pemanenan - akan mengajarkan kita cara menambang dan memproses bahan dari tujuan masa depan, baik yang berukuran kecil maupun yang berukuran planet. Pemanfaatan sumber daya memiliki kesamaan teknik dan peralatan, persyaratan untuk bergerak dan bekerja dengan bahan partikulat, dan kemampuan untuk memurnikan dan menyimpan produk. Mempelajari cara mengakses dan memproses sumber daya di Bulan adalah keterampilan umum yang ditransfer ke tujuan ruang angkasa di masa depan.
Ada alasan mengapa Bulan dijadikan tujuan pertama kami dalam Visi Asli untuk Eksplorasi Luar Angkasa. Sangat dekat, menarik, dan bermanfaat. Membangun pijakan di Bulan membuka ruang cislunar untuk akses dan pengembangan rutin. Ini akan mengajarkan kita keterampilan ruang yang menantang orang. Masuk akal untuk pergi ke sana dulu dan menciptakan sistem transportasi ruang permanen. Setelah kami memilikinya, kami mendapatkan yang lainnya.
Tujuan: Bulan atau Asteroid?
Bagian I: Pertimbangan Operasional
Bagian II: Pertimbangan Ilmiah
Tujuannya masih desa yang sepi.
Pada 1979, seorang Inggris berusia 28 tahun bernama Graham Mackintosh mengunjungi Amerika. Dia berguling ke barat ke California dan, sambil lalu, menyelinap ke selatan melintasi perbatasan. Dia terpana dengan apa yang dilihatnya, tanah liar matahari, pasir dan laut yang secara dramatis akan mengubah hidupnya: Baja California. Mackintosh menghabiskan sebulan di sini hanya dengan ransel dan, untuk memulai, $ 150. Dia menumpang dan berjalan dan pergi ke selatan sampai ke Cabo San Lucas. Penduduk lokal Meksiko mengejutkannya dengan keramahan mereka sementara pemandangan yang membingungkan dan tidak berkembang menangkap imajinasinya seperti yang belum pernah terjadi sebelumnya.
"Ada apa dengan pegunungan itu, aku akan bertanya, " Mackintosh kemudian menulis dalam memoar perjalanan Into a Desert Place . "'Tidak ada, ' adalah jawaban yang biasa."
Banyak petualang telah menerima jawaban ini untuk pertanyaan yang sama — tetapi para petualang lebih tahu. Mackintosh kembali ke rumah. Dia mengambil pekerjaan mengajar, menghabiskan malam di pub, memiliki beberapa kesibukan romantis — tetapi dia tidak bisa melupakan Baja dan pegunungan yang jauh itu. Akhirnya, dia membuang segalanya, meninggalkan jalan kehidupan yang kebanyakan dari kita ikuti untuk mengejutkan setelah mimpi. Dia kembali ke Baja. Dia mengambil ransel, pancing, tenda, beberapa keperluan lain dan bahkan alat pintar untuk mengubah air laut menjadi segar — dan dia mulai berjalan. Mackintosh akhirnya akan menelusuri dengan berjalan kaki garis pantai seluruh semenanjung — 3.000 mil — sambil jatuh cinta sepenuhnya pada daratan, lautan yang berbatasan, dan penduduk kawasan itu.
Saat ini, di banyak rumah peristirahatan gringo di pantai di Baja California, buku Mackintosh Into a Desert Place berada di rak. Ini telah menjadi sesuatu yang klasik kultus dalam komunitas pendatang. Bahkan di komunitas Meksiko, Mackintosh sangat legendaris. Di kamp nelayan terpencil dan pedesaan di sepanjang garis pantai, beberapa nelayan yang lebih tua masih ingat orang Inggris berambut merah yang menginjak-injak 30 tahun yang lalu, meminta air dari sumur, dengan ramah menolak undangan mereka untuk menginap, dan akhirnya menghilang di sekitar titik selanjutnya.
Seekor Mackintosh muda berbincang dengan nelayan komersial di salah satu dari banyak kamp di sepanjang pantai Baja.
Hari ini Mackintosh tinggal di San Diego dan telah menulis empat buku tentang perjalanannya melintasi semenanjung. Dia kembali ke Baja secara teratur ke kemah liar dan menikmati pemandangan dan bintang yang sama seperti yang dilakukan orang berabad-abad sebelumnya. Seperti ribuan pelancong, ia masih mencintai Baja California tidak seperti tempat lain, meskipun sebagiannya telah berubah secara dramatis selama tiga dekade terakhir. Saya berbicara dengan Mackintosh awal minggu ini tentang Baja lalu dan Baja hari ini.
"Saya ingat Cabo pada 1979, " katanya. “Itu adalah sebuah desa, dan saya baru saja berkemah di pantai. Saya tidak berpikir Anda bisa melakukannya hari ini. "
Cabo San Lucas, di ujung paling selatan semenanjung, telah meledak menjadi sarang mal mewah, resor tak sedap dipandang, bar koktail, dan lapangan golf yang mengerikan. Banyak pelancong membangun petualangan yang disebut di sekitar tempat-tempat seperti Cabo, tetapi Mackintosh tidak lagi mengunjungi jubah Baja.
"Ini adalah tragedi, " katanya. “Bukan Baja asli yang aku cintai. Saya tidak pergi ke Baja untuk berbelanja atau menginap di hotel. Ada petualangan yang bisa didapat di mana-mana dan sebagian besar melibatkan tidak melihat siapa pun. ”
Dia juga menghindari penyebaran serupa yang telah menyebar seperti infeksi di beberapa titik panas di sepanjang pantai Laut Cortez, termasuk pantai selatan La Paz, sekitar kota Loreto 150 mil di utara dan dekat kota teluk utara San Felipe.
"Tapi kamu masih bisa tersesat di sana, " kata Macktintosh.
Salah satu petualangan penulis yang lebih baru adalah bulan yang dihabiskannya di Isla Angel de la Guarda, Pulau Malaikat Pelindung. Dengan 50 galon air, ia naik perahu ke pulau itu, membuat base camp dan menganggap dirinya terdampar dengan bahagia. Kadang-kadang, Mackintosh berspekulasi, dia adalah satu-satunya orang di lempengan batu 42 mil kali 10 mil, dan selama tiga minggu penuh dia tidak melihat satu jiwa pun. Tetapi dia melakukannya, katanya, menghabiskan waktu seminggu dengan teman-teman — pemburu yang terus sibuk memancing dan menebar kotak-kotak es besar dengan lobster, penyu laut, segala macam ikan dan berbagai invertebrata penghuni dasar yang ditujukan untuk pasar Asia.
"Orang-orang ini adalah bencana ekologis tetapi orang-orang terbaik, " kata Mackintosh. Dia berkemah bersama para nelayan ilegal dan bahkan menyaksikan pertukaran tengah malam yang mencurigakan antara mereka dan orang-orang lain yang membawa perahu mereka ke pantai dan "mengguncang dan membenturkan barang-barang mereka untuk sementara waktu sebelum pergi." Pertanyaan tidak boleh ditanyakan tentang kegiatan seperti itu di Baja, tempat perdagangan narkoba adalah profesi bagi banyak orang, dan Mackintosh memandang sebaliknya. Dia menggambarkan waktunya di pulau itu dalam bukunya yang terbaru Marooned With Very Little Beer.
Pada 1997, kekurangan bir bukan masalah bagi Mackintosh. Dia menerima sponsor dari perusahaan bir Tecate dan, dengan burro bernama Misión untuk seorang teman dan pembawa bir, ia berjalan di punggung semenanjung, mengunjungi banyak gereja misi lama Baja di sepanjang jalan. Pegunungan Baja adalah jenis pengalaman yang berbeda dari pantai. Pengembara menemukan peternakan dan koboi terpencil di topi dan chaps bukannya kamp ikan kerak dan nelayan bertelanjang kaki di sandal. Air tetap merupakan kelangkaan terbesar tetapi mudah didapat di lokasi yang dihuni. Biasanya diambil dari sumur dan sejernih Danau Tahoe dan aman untuk diminum seperti air ledeng terbersih.
Misi Baja bisa menjadi pengalaman spiritual, baik orang yang saleh atau tidak. Beberapa terletak di ngarai oasis yang menakjubkan dari pohon kurma, mangga, alpukat, dan buah ara, dan bangunan-bangunan tua itu sendiri adalah tempat-tempat suci yang indah, sejuk dan sunyi di dalamnya sementara matahari yang terik membakar negara di luar hutan. Perjalanan misi-ke-misi Mackintosh akan menjadi fokus buku keduanya, Journey With a Baja Burro.
Antara 2003 dan 2005, saya mengembangkan hubungan saya sendiri dengan Baja. Aku berjalan di garis pantai hutan belantara, menumpang di sepanjang jalan tanah, hidup sebagian besar dari ikan tombak dan, di banyak tempat, tentu saja berjalan mengikuti jejak Mackintosh. Beberapa orang bahkan bertanya apakah saya adalah dia. Saya menghabiskan 10 bulan di semua backpacking di Baja California dan tersentuh oleh keindahan, keramahan dan kesendirian yang sama yang mempengaruhi Mackintosh 20 tahun sebelumnya. Ketika ia mengingat kembali kunjungan pertama pada tahun 1979, Mackintosh bisa saja menceritakan kesan seribu pejalan kaki, kayak, dan pengendara sepeda yang telah terpesona oleh Baja liar.
“Saya mendapat semua wahana hebat ini dengan orang-orang yang menarik, baik di mobil atau di kapal atau pesawat terbang, dan orang-orang mengundang saya memancing dan kami mengadakan pesta lobster di pantai dan saya bisa berkemah di mana saja di bawah bintang-bintang yang menakjubkan ini, dan saya berpikir, 'Ini adalah surga, '"katanya padaku. “Ketika saya sendirian di padang pasir, itu seperti pengalaman keagamaan. Itu tidak menakutkan sama sekali dan jauh lebih baik daripada apa yang saya akan pulang ke rumah. Saya merasa sangat bebas, seolah-olah saya bisa mengambil seekor keledai dan berjalan menuju matahari terbenam dan menikmati tempat ini sebagaimana mestinya. ”
Dan untungnya, di luar perangkap turis yang sudah mengglobal, dia masih bisa. Kita semua bisa.
