Těžba nerostů na asteroidech – sen nebo realita?

Pod pojmem asteroid si jistě většina z nás vybaví hrozivého obra, schopného jedním úderem vyhladit většinu naší civilizace. Některé asteroidy by ale mohly být opakem. Mohly by se zasloužit o náš blahobyt. (délka blogu 5 min.)

Asteroidy jsou vlastně zdroje surovin. A ne lecjakých – v jejich nitru se mohou nacházet cenné nerosty nebo kovy, na kterých je dnes závislá celá naše civilizace.

Na Zemi se kovy často nacházejí jen v malých množstvích nebo jsou těžko dostupné ve velkých hloubkách. Celé generace našich předků vynaložily obrovské úsilí, aby se k těmto kovům dostaly. Nebylo by rozumnější takové zdroje těžit na asteroidech, kde se nacházejí ve vysokých koncentracích a přímo na povrchu? Podaří se založit nové průmyslové odvětví – těžba asteroidů?

Asteroid je starší a nepřesné, ale často používané označení těles, které se správně nazývají planetky. Nepřesné pojmenování asteroid vzniklo v minulosti, kdy byly v dalekohledech pozorovány jako malé body, stejně jako hvězdy. U planet se dařilo v dalekohledech rozeznávat kotoučky a případně i některé povrchové útvary jako pásy na Jupiteru či Saturnu nebo tmavší oblasti či polární čepičky na Marsu. Neznámé bodové objekty byly pro dávné astronomy vzhledově podobné hvězdám (což je přesný překlad slova asteroid) a lišily se pouze rychlým pohybem na pozadí hvězd.

Dnes víme, že se jedná o větší nebo menší slepence hmoty, ze které kdysi vznikala Sluneční soustava. Jedná se tedy zhruba o stejný materiál, ze kterého je utvořena naše Země a ostatní planety.

Podle složení se rozeznávají tři základní druhy. Největší skupinu tvoří uhlíkaté objekty. Daleko méně bylo nalezeno asteroidů, které se skládají převážně ze sloučenin křemíku. Jen relativně malé množství připadá na nejcennější kovové objekty. Odkud se vzaly různé druhy asteroidů?

Vznik asteroidů ve Sluneční soustavě

Původně se astronomové domnívali, že asteroidy vznikaly při kosmických katastrofách. Velké množství asteroidů bylo objeveno mezi oběžnými drahami Marsu a Jupiteru – a tak se zdálo logické, že jsou to pozůstatky někdejší planety, kterou zničila kosmická kolize. Později se ale mělo ukázat, že celková hmota úlomků v pásu asteroidů nemá dostatečnou hmotnost na to, aby mohla být zbytkem dávné planety. Je dokonce 10x – 100x lehčí než Měsíc.

Dnes platná teorie vidí v asteroidech zbytky hmoty, která nikdy nevytvořila kompaktní planetu. Byla totiž pod vlivem relativně blízké obří planety – Jupitera. Hmota se sice sdružovala do větších a menších objektů, ty ale nikdy nedosáhly dostatečné velikosti.

Ty největší z nich se ve svých nitrech mohly nahřívat na poměrně vysokou teplotu. Energie pro ohřev hmoty pocházela z radioaktivního rozpadu některých prvků, například izotopů hliníku a železa. V natavené hmotě se koncentrovaly těžší prvky (například kovy) v centru objektů a lehčí prvky obohatily vnější slupku. Asteroidy se tak diferencovaly na kovová jádra a silikátové pláště. Podobný jev se konal také v nitrech (rozměrově daleko větších kamenných) planet.

Když se poté takové diferencované objekty účastnily dalších kolizí, stávalo se, že se někdy kompletně roztříštily. Mezi vzniklými úlomky, které dnes pozorujeme, se tak nacházejí různé druhy – jak čistě kovové, tak silikátové, ale i takové, které jsou smíšené.

Svědkem procesů, které ve velkém probíhaly a dodnes probíhají v pásu asteroidů, jsou vzácné meteority, kterým se říká pallasity. Mají kovovou matrici, do které jsou vsazeny krystaly silikátů. Tyto vzácné vesmírné kameny byly kdysi součásti velkého diferencovaného tělesa a nacházely se v jeho přechodné vrstvě. Při dávné kolizi s některým ze sousedních asteroidů se obě tělesa roztříštila a část úlomků byla vymrštěna na dráhu, která je později zavedla například na kolizní kurs s naší vlastní planetou. Dostatečně velké objekty přežily pád atmosférou a mohou být dnes obdivovány v nejrůznějších sbírkách minerálů.

Kovové asteroidy

I když jich není právě mnoho, přitahují k sobě kovové asteroidy pozornost vědců i ekonomů. Jedno je totiž jisté – skládají se nejen z tak „běžných“ kovů jako je železo a nikl. Obsahují zároveň také zlato, stříbro, hliník, titan, mangan, paladium, rhenium, osmium a různé tzv. „vzácné zeminy“ (které nejsou vlastně ani tak vzácné, ani nejsou zeminami). V kovových asteroidech se dají objevit téměř všechny prvky, které tak složitě dobýváme i tady, na Zemi. A na rozdíl od podzemních dolů – se k nim nemusíme komplikovaně prokopávat silnými vrstvami hornin.

Na některých asteroidech se dá materiál sbírat prakticky přímo z jejich povrchu. Některé z nich navíc ani nejsou masivní - spíše jsou to volně nakupené hromady hornin, které vzájemně drží pohromadě jen slabá gravitace.

Chybějící přitažlivost bude na asteroidu znepříjemňovat nejen pobyt těžařů, ale hlavně jejich práci. Pracovní nářadí bude muset být uzpůsobeno pro podmínky minimální gravitace.

Pohon pro nářadí bude muset být řešen nějakou robustní metodou. Na asteroidech, které jsou hodně vzdálené od Slunce, nebude logicky možné využít solární energii, takže nejspíše nezbývá, než použít jaderný pohon. Provoz přístrojů, které by byly napájeny energií z chemických zdrojů, by byl jistě nerentabilní – potřebné palivo by se muselo složitě a draze přivážet ze Země.

Stejně tak bude situaci těžařů komplikovat obrovská vzdálenost, kterou je potřeba překlenout jak při dovozu pracovních zařízení na asteroid, tak při převozu kýženého materiálu na Zemi. K tomu budou potřeba velké nákladní kosmické lodi, které budou muset létat mezi Zemí a daným asteroidem tam a zpět. Velké plavidlo stojí hodně peněz, jeho provoz také není nejlevnější. Při důkladnějších propočtech se ukázalo, že se dobývání hornin na asteroidech nemusí vždy vyplatit.

To, co se na první pohled zdá být špatnou zprávou, je nakonec pozitivní. Znamená to, že se nejspíš na Zemi zatím nedočkáme přebytků určitých materiálů a následných zmatků na surovinových burzách.

Těžba surovin z asteroidů bude smysluplnější tehdy, když je nebudeme chtít použít na Zemi, ale využijeme je pro stavbu vesmírných stanic, vesmírných lodí a různých technologií, potřebných pro osídlení jiných planet. Odpadne tak komplikované a velice drahé vynášení potřebného stavebního materiálu do vesmíru – už se tam totiž nachází.

Když se nám podaří využívat kovy a silikáty asteroidů, mohly by se dát realizovat i projekty, které dnes musíme spíše zařadit do říše pohádek.