Asteroit keşfi ve madenciliği için bir üs olarak Mars

Demir, değerli metaller, su veya diğer değerli türler gibi kaynaklar için asteroitlerin madenciliği bir gün karlı hale gelebilir. Madencilik muhtemelen, yolları Dünya’nın yörünge yolu ile kesişen asteroitler olan Dünya’ya yakın nesnelerle (NEO’lar) başlayacak. Ancak uzun vadede madencilik, Mars ve Jüpiter arasında dönen asteroitlerin Ana Kuşağına erişmek isteyecektir.

NEO’lar bize çok daha yakın olsa da, karlı madencilik, uzak mesafelere seyahat etmenin maliyetinden daha fazlasını dengelemeyi gerektirir. Ana Kuşak asteroitleri, NEO’lardan yaklaşık 10.000 kat daha fazla kaynak içerir. Ayrıca, herhangi bir asteroit madenciliği operasyonu, buluşmanın masrafını (uzay aracı geldiğinde yavaşlatmak) ve cevheri bir işleme tesisine geri gönderme maliyetini hesaba katmalıdır.

Randevu için gereken yakıtın maliyeti (ve ağırlığı), fizibilite hesabındaki en kritik parametrelerden biridir. Çoğunlukla, bir uzay aracı manevrasını gerçekleştirmenin kinematik gereksiniminin bir ölçüsü olan “delta-V” parametresi tarafından belirlenir ve genellikle saniyede kilometre cinsinden belirtilir. Düşük Dünya yörüngesindeki bir uzay aracından özellikle uygun bir NEO ile bir buluşma, saniyede yaklaşık dört kilometrelik bir delta-V içerir.

Ne yazık ki, Ana Kuşaktaki asteroitlere ulaşmak tipik olarak saniyede yaklaşık yedi kilometrelik bir delta-V içerir. Bu çok büyük bir fark gibi görünmese de, manevralar için gereken yakıt gereksinimleri katlanarak delta-V’ye bağlıdır ve küçük değişiklikler bile büyük etkiye sahiptir ve Ana Kuşak asteroitlerine Dünya’dan enerjik olarak ulaşılması çok zor hale gelir.

CfA gökbilimcileri Martin Elvis, Jonathan McDowell ve geçmiş Harvard mezunu Anthony Taylor, uzay aracının yaklaşık altı bin yörüngede dönen Mars uydusu Phobos’unkine benzer bir yörüngedeki bir istasyondan konuşlandırılması durumunda Ana Kuşak asteroid madenciliğinin daha karlı hale getirilebileceğini gösterdiler. Mars yüzeyinden kilometrelerce uzakta ve Ana Kuşak asteroitlerine daha düşük bir delta-V sunuyor. Mars’ın kendisi bazı ek yörünge avantajları sunar, çünkü yörüngesi neredeyse dairesel olan Dünya’nın aksine, Mars’ın yörünge eksantrikliği ve eğimi ayrıca asteroitlere daha düşük bir delta-V yolu sağlar.

Yayınladıkları çalışmada Gezegen ve Uzay Bilimi, yazarlar bir randevuyu gerçekleştirmek için iki yanmalı ve üç yanmalı senaryolar (gerekli roket ateşleme sayısına atıfta bulunarak) önerirler ve bilinen asteroit yörünge sınıfları için enerjiyi hesaplamak için bir bilgisayar kodu geliştirirler. Sonuçlar, keşif maliyetlerinde potansiyel olarak çok önemli düşüşler olduğunu göstermektedir.

Bir görevin nihai olarak mali açıdan anlamlı olup olmadığı diğer birçok faktöre bağlıdır, ancak yazarlar, fırlatma ve ardından Phobos benzeri bir yörüngede veya hatta Phobos’un kendisine dayalı bir operasyon merkezine geri dönme kavramının nispeten uygun olduğunu ve avantajlı. Mars yörüngesinden kârlı büyük ölçekli madenciliğin de Mars yüzeyine rutin erişime yol açabileceğini ekliyorlar.