Parte III: Consideraciones de utilización de recursos
En la Parte I y Parte II de esta serie, examiné algunos de los problemas operativos y científicos asociados con una misión humana a un asteroide cercano a la Tierra (NEO) y los comparé con las operaciones más simples y el mayor retorno científico de una misión a la Luna. Para continuar la discusión de lo que podríamos hacer en un asteroide, ahora consideraré usar los recursos locales ofrecidos por los asteroides, cómo difieren de los de la Luna, y ofreceré algunas consideraciones prácticas para acceder y usarlos.
Para convertirse en una especie verdaderamente espacial, la humanidad debe aprender a usar lo que encontramos en el espacio para sobrevivir y prosperar. Atados a la cadena logística de la Tierra, ahora y siempre tendremos una capacidad espacial limitada. Nuestro objetivo final en el espacio es desarrollar la capacidad de ir a cualquier parte en cualquier momento y llevar a cabo cualquier misión que podamos imaginar. Dicha capacidad es impensable sin poder obtener provisiones de recursos encontrados fuera del planeta. Eso significa desarrollar y utilizar los recursos del espacio para crear nuevas capacidades.
Uno de los supuestos beneficios de los destinos de asteroides es que son ricos en recursos potenciales. Estoy de acuerdo, poniendo el acento en la palabra "potencial". Nuestra mejor guía de la naturaleza de estos recursos proviene del estudio de meteoritos, que se derivan de asteroides cercanos a la Tierra. Tienen varias composiciones, la más común es la condrita ordinaria, que representa aproximadamente el 85% de las caídas de meteoritos observadas. Las condritas ordinarias son básicamente rocas, ricas en los elementos silicio, hierro, magnesio, calcio y aluminio. Contienen abundantes granos metálicos, compuestos principalmente de hierro y níquel, ampliamente dispersos por toda la roca.
El potencial de recursos de los asteroides no reside en estos objetos, sino en la minoría de los asteroides que tienen composiciones más exóticas. Los asteroides metálicos constituyen aproximadamente el 7% de la población y están compuestos de metal de hierro-níquel casi puro, con algunas inclusiones de material similar a la roca como un componente menor. Otros elementos siderófilos (amantes del hierro), incluidos el platino y el oro, forman trazas de estos cuerpos. Un asteroide metálico es un depósito de mineral de muy alta ley y podría valer miles de millones de dólares si pudiéramos devolver estos metales a la Tierra, aunque uno debe tener en cuenta los posibles efectos catastróficos en los mercados de metales preciosos existentes: tanto oro Se produjo durante la fiebre del oro de California en 1849 que el precio mundial del oro disminuyó en un factor de dieciséis.
Desde la perspectiva de los vuelos espaciales, el agua tiene el mayor valor. Otro tipo de asteroide relativamente raro es también la condrita, pero un tipo especial que contiene carbono y compuestos orgánicos, así como arcillas y otros minerales hidratados. Estos cuerpos contienen cantidades significativas de agua. El agua es una de las sustancias más útiles en el espacio: es compatible con la vida humana (para beber, para usar como protección contra la radiación y para respirar cuando se rompe en su componente hidrógeno y oxígeno), se puede usar como medio de almacenamiento de energía (combustible células) y es el propulsor químico de cohetes más poderoso conocido. Encontrar y utilizar un NEO rico en agua crearía un depósito logístico de inmenso valor.
Una ventaja clave de los asteroides para los recursos es un inconveniente como entorno operativo: tienen una gravedad superficial extremadamente baja. Entrar y salir del pozo de gravedad de la Luna requiere un cambio en la velocidad de aproximadamente 2380 m / s (en ambos sentidos); hacer lo mismo para un asteroide típico requiere solo unos pocos metros por segundo. Esto significa que una carga útil lanzada desde un asteroide en lugar de la Luna ahorra casi 5 km / s en delta-v, una cantidad sustancial de energía. Entonces, desde la perspectiva de la energía, los asteroides golpean a la Luna como fuente de materiales.
Sin embargo, existen algunas dificultades para extraer y usar material asteroide en comparación con los recursos lunares. Primero está la naturaleza de la materia prima o "mineral". Recientemente hemos descubierto que el agua en los polos de la Luna no solo está presente en una cantidad enorme (decenas de miles de millones de toneladas) sino que también está en una forma que puede usarse fácilmente: hielo. El hielo se puede convertir en un líquido para su posterior procesamiento a un costo energético mínimo; Si el regolito helado de los polos se calienta a más de 0 ° C, el hielo se derretirá y el agua se puede recoger y almacenar. El agua en las condritas carbonáceas está unida químicamente dentro de las estructuras minerales. Se requieren cantidades significativas de energía para romper estos enlaces químicos para liberar el agua, al menos 2-3 órdenes de magnitud más energía, dependiendo de la fase mineral específica que se procesa. Por lo tanto, extraer agua de un asteroide, presente en cantidades de un pequeño porcentaje a un par de decenas, requiere mucha energía; El hielo de agua en los polos de la Luna está presente en mayor abundancia (hasta 100% en ciertos cráteres polares) y ya está en una forma fácil de procesar y usar.
El procesamiento de materiales naturales para extraer agua tiene muchos pasos detallados, desde la adquisición de la materia prima hasta el movimiento del material a través de la corriente de procesamiento hasta la recolección y el almacenamiento del producto derivado. En cada etapa, generalmente separamos un componente de otro; la gravedad cumple este propósito en la mayoría de los procesos industriales. Una dificultad en el procesamiento de recursos de asteroides será idear técnicas que no requieran gravedad (incluidos los fenómenos relacionados, como la convección térmica) o crear un campo de gravedad artificial para garantizar que las cosas se muevan en las direcciones correctas. Cualquiera de estos enfoques complica el proceso de extracción de recursos.
La gran distancia de la Tierra y la escasa accesibilidad de los asteroides frente a la Luna, va en contra de la extracción y el procesamiento de recursos. Las visitas humanas a los NEO serán de corta duración y debido a que los retrasos de radio a los asteroides son del orden de minutos, no será posible el control remoto directo del procesamiento. Los sistemas robóticos para la minería de asteroides deben estar diseñados para tener un alto grado de autonomía. Esto puede ser posible, pero actualmente no tenemos suficiente información sobre la naturaleza de la materia prima asteroide para diseñar o incluso imaginar el uso de dicho equipo robótico. Además, incluso si entendiéramos completamente la naturaleza del depósito, la minería y el procesamiento son actividades altamente interactivas en la Tierra y lo serán en el espacio. La más mínima anomalía o error de cálculo puede hacer que se descomponga todo el flujo de procesamiento y, en operaciones remotas, será difícil diagnosticar y corregir el problema y reiniciarlo.
La cuestión de la accesibilidad también reduce los recursos asteroides. No podemos ir a un asteroide dado a voluntad; Las ventanas de inicio se abren por períodos muy cortos y se cierran la mayor parte del tiempo. Esto afecta no solo nuestro acceso al asteroide sino que también acorta los períodos de tiempo en los que podemos abandonar el objeto para devolver nuestros productos al espacio cercano a la Tierra. Por el contrario, podemos ir y venir de la Luna en cualquier momento y su proximidad significa que es posible un control remoto y una respuesta casi instantáneos. Las dificultades del control remoto para las actividades de asteroides han llevado a algunos a sugerir que ideemos una forma de "remolcar" el cuerpo a la órbita de la Tierra, donde puede desglosarse y procesarse a nuestro gusto. Me estremezco al pensar en ser asignado para escribir la declaración de impacto ambiental (si perdona la expresión) para esa actividad.
Entonces, ¿dónde nos deja eso en relación con el acceso y la utilización de los recursos espaciales? La utilización de recursos de asteroides tiene potencial, pero dados los niveles tecnológicos actuales, las perspectivas inciertas de éxito. Es difícil llegar a los asteroides, tienen tiempos de visita cortos para viajes de ida y vuelta, entornos de trabajo difíciles y rendimientos de producto inciertos. Los asteroides tienen baja gravedad para ellos. Por el contrario, la Luna está cerca y tiene los materiales que queremos en la forma en que la necesitamos. Se puede acceder fácilmente a la Luna en cualquier momento y es susceptible de operaciones remotas controladas desde la Tierra en tiempo casi real. Mi perspectiva es que tiene más sentido ir primero a la Luna y aprender las técnicas, dificultades y tecnología para la utilización de los recursos planetarios mediante la fabricación de propelente a partir del agua lunar. Casi cada paso de esta actividad, desde la prospección, el procesamiento y la cosecha, nos enseñará cómo extraer y procesar materiales de destinos futuros, tanto de cuerpos menores como planetarios. La utilización de recursos tiene características comunes de técnicas y equipos, el requisito de mover y trabajar con materiales en partículas y la capacidad de purificar y almacenar los productos. Aprender a acceder y procesar recursos en la Luna es una habilidad general que se transfiere a cualquier destino espacial futuro.
Había una razón por la cual la Luna se convirtió en nuestro primer destino en la Visión original para la Exploración Espacial. Está cerca, es interesante y es útil. Establecer un punto de apoyo en la Luna abre el espacio cislunar al acceso y desarrollo de rutina. Nos enseñará las habilidades de un espacio para personas. Tiene sentido ir allí primero y crear un sistema de transporte espacial permanente. Una vez que tenemos eso, obtenemos todo lo demás.
Destino: ¿Luna o asteroide?
Parte I: Consideraciones operacionales
Parte II: Consideraciones científicas
El destino seguía siendo un pueblo tranquilo.
En 1979, un inglés de 28 años llamado Graham Mackintosh visitó América. Rodó hacia el oeste hasta California y, por capricho, se deslizó hacia el sur a través de la frontera. Le sorprendió lo que vio, una tierra salvaje de sol, arena y mar que cambiaría dramáticamente su vida: Baja California. Mackintosh pasó un mes aquí con solo una mochila y, para empezar, $ 150. Hizo autostop y caminó y fue tan al sur como Cabo San Lucas. Los lugareños mexicanos lo asombraron con su hospitalidad mientras el paisaje desconcertante y subdesarrollado capturaba su imaginación como nunca antes lo había hecho.
"¿Qué hay sobre esas montañas, pregunto?", Escribió más tarde Mackintosh en una memoria de viaje Into a Desert Place . "'Nada' fue la respuesta habitual".
Muchos aventureros han recibido esta respuesta a la misma pregunta, pero los aventureros lo saben mejor. Mackintosh regresó a su casa. Asumió un trabajo de profesor, pasó las tardes en el pub, tuvo algunas ráfagas románticas, pero no pudo olvidar Baja y esas montañas distantes. Por fin, tiró todo, abandonando el camino de la vida que la mayoría de nosotros seguimos para ir tambaleándonos tras un sueño. Regresó a Baja. Tomó una mochila, una caña de pescar, una tienda de campaña, algunas otras necesidades e incluso un ingenioso artilugio para dar agua fresca al mar, y comenzó a caminar. Mackintosh eventualmente trazaría a pie toda la costa de la península, 3.000 millas, mientras se enamora por completo de la tierra, el mar colindante y la gente de la región.
Hoy, en la casa de vacaciones de muchos gringos en una playa de Baja California, el libro de Mackintosh Into a Desert Place reside en el estante. Se ha convertido en una especie de clásico de culto en la comunidad de expatriados. Incluso en la comunidad mexicana, Mackintosh es legendario. En remotos y rústicos campamentos de pesca a lo largo de la costa, algunos de los pescadores más viejos todavía recuerdan a un inglés pelirrojo que pasó 30 años atrás, pidiendo agua del pozo, rechazando amablemente sus invitaciones para pasar la noche y finalmente desapareciendo. El siguiente punto.
Un joven Mackintosh habla con pescadores comerciales en uno de los muchos campamentos a lo largo de la costa de Baja California.
Hoy Mackintosh vive en San Diego y ha escrito cuatro libros sobre sus viajes por la península. Regresa a Baja regularmente para acampar salvaje y disfrutar del mismo paisaje y estrellas que la gente siglos antes que nosotros. Al igual que miles de viajeros, todavía ama a Baja California como ningún otro lugar, a pesar de que algunas partes han cambiado drásticamente en las últimas tres décadas. Hablé con Mackintosh a principios de esta semana sobre Baja entonces y Baja hoy.
"Recuerdo Cabo en 1979", dice. “Era un pueblo y acampé en la playa. No creo que puedas hacer eso hoy.
Cabo San Lucas, en el extremo sur de la península, ha explotado en una colmena de centros comerciales deslumbrantes, complejos antiestéticos, bares de cócteles y campos de golf atroces. Muchos viajeros construyen las llamadas aventuras en lugares como Cabo, pero Mackintosh ya no visita la capa de Baja.
"Es una tragedia", dice. “No es la Baja real de la que me enamoré. No voy a Baja para ir de compras o quedarme en hoteles. Hay aventuras por todas partes y la mayoría implica no ver a nadie ".
También evita una expansión similar que se ha extendido como infecciones en varios puntos calientes a lo largo de la costa del Mar de Cortés, incluidas las playas al sur de La Paz, alrededor de la ciudad de Loreto, 150 millas al norte y cerca de la ciudad del golfo norte de San Felipe.
"Pero aún puede perderse", dice Macktintosh.
Una de las aventuras más recientes del autor fue el mes que pasó en la Isla Ángel de la Guarda, la Isla del Ángel Guardián. Con 50 galones de agua, tomó un paseo en bote a la isla, hizo un campamento base y se consideró felizmente abandonado. A veces, especula Mackintosh, él era la única persona en la losa de roca de 42 por 10 millas, y durante tres semanas completas no vio un alma. Pero, dijo, pasó una semana con la compañía: cazadores furtivos que se mantenían ocupados pescando y almacenando enormes cajas de hielo con langosta, tortugas marinas, todo tipo de peces y varios invertebrados de fondo destinados a los mercados asiáticos.
"Estos tipos son un desastre ecológico pero la gente más amable", dice Mackintosh. Acampó con los pescadores ilegales e incluso fue testigo de sospechosos intercambios a medianoche entre ellos y otras personas que condujeron sus esquifes a la playa y "sacudieron y golpearon su equipaje por un tiempo antes de partir". No se deben hacer preguntas sobre tal actividad en Baja, donde el narcotráfico es una profesión para muchos, y Mackintosh miró hacia otro lado. Describe su tiempo en la isla en su libro más reciente Marooned With Very Little Beer.
En 1997, la escasez de cerveza no fue un problema para Mackintosh. Recibió un patrocinio de la compañía cervecera Tecate y, con un burro llamado Misión Como compañero y cervecero, caminó por la columna de la península, visitando muchas de las antiguas iglesias misioneras españolas de Baja California en el camino. Las montañas de Baja son un tipo diferente de experiencia que la costa. El vagabundo encuentra ranchos remotos y vaqueros con sombreros y gorros en lugar de crujientes campamentos de peces y pescadores sin camisa con sandalias. El agua sigue siendo la mayor escasez, pero se tiene fácilmente en cualquier sitio habitado. Por lo general, se extrae de pozos y es transparente como el lago Tahoe y tan seguro para beber como el agua del grifo más limpia.
Las misiones de Baja pueden ser experiencias espirituales, sea piadoso o no. Varios se encuentran en impresionantes cañones oasis de palmeras, mangos, aguacates e higos, y los viejos edificios son hermosos santuarios, frescos y silenciosos por dentro, mientras el sol abrasador abrasa el país más allá de la selva inmediata. La caminata de misión a misión de Mackintosh sería el foco de su segundo libro, Viaje con una Baja Burro.
Entre 2003 y 2005, desarrollé mi propia relación con Baja. Caminé por las costas del desierto, hice autostop a lo largo de los caminos de tierra, viví en gran parte de peces lanzados y, en muchos lugares, ciertamente seguí los pasos de Mackintosh. Algunas personas incluso preguntaron si yo era él. Pasé 10 meses en todas las mochileras en Baja California y me conmovió la misma belleza, hospitalidad y soledad que tanto afectó a Mackintosh 20 años antes. Al recordar esa primera visita en 1979, Mackintosh podría estar narrando las impresiones de otros miles de excursionistas, kayakistas y ciclistas que han sido hechizados por la salvaje Baja.
"Obtuve todos estos fantásticos paseos con gente interesante, ya sea en autos, botes o aviones, y la gente me invitó a pescar y tuvimos banquetes de langosta en la playa y pude acampar en cualquier lugar bajo estas increíbles estrellas, y pensé: 'Esto es paraíso '”, me dice. “Cuando estaba solo en el desierto era como una experiencia religiosa. No daba miedo en absoluto y era mucho mejor de lo que estaba volviendo a casa. Me sentí tan libre, como si pudiera agarrar un burro e ir caminando hacia el atardecer y disfrutar de este lugar como se suponía que debía ser ”.
Y afortunadamente, más allá de las trampas turísticas globalizadas, todavía puede hacerlo. Todos podemos
