Ett californiskt företag siktar på att fånga asteroider på 100 ton
Det Los Angeles-baserade företaget TransAstra håller på att utveckla teknik för att fånga asteroider som väger ungefär 100 ton. Det handlar inte om någon spektakulär kraftdemonstration – målet är att bygga en rymdbaserad industri som använder råvaror som redan finns i rymden.
Istället för att skjuta upp alla material från jordens yta vill företaget utnyttja resurser som redan cirkulerar i rymden. Asteroider innehåller fruset vatten, järn, nickel och sällsynta metaller – precis det som behövs för att bygga satelliter, rymdstationer och producera bränsle för interplanetära uppdrag.
Forskare och ingenjörer har länge påpekat att transportkostnaderna utgör det största hindret för rymdens expansion. Varje kilogram som lyfts ur jordens gravitation kostar tusentals dollar. Lösningen kan vara utvinning direkt i omloppsbana eller nära gravitationspunkter, där material kan hållas på plats med minimalt bränsleförbrukning.
Hur en jättelik påse runt en asteroid lika stor som ett enfamiljshus fungerar
TransAstra föreslår ett system för att fånga asteroider på ungefär 100 ton – objekt i storleksordningen ett vanligt enfamiljshus. Kärnan i tekniken är ett enormt uppblåsbart hölje tillverkat av extremt hållbara polymerer, till exempel Kapton, ett material som länge använts i rymduppdrag.
Konceptet är relativt enkelt att beskriva men oerhört svårt att genomföra. Ett arbetsfartyg flyger fram till en liten asteroid, vecklar ut ett flexibelt hölje runt den och sluter det tätt. När stenen väl befinner sig inuti kan hela paketet bogseras säkrare till en plats som lämpar sig bättre för gruvrobotar.
Planen innebär att asteroiden omges av en ballongliknande struktur, att dess rörelse stabiliseras och att den sedan dras till en stabil gravitationspunkt där något slags rymdbaserat bearbetningsanläggning kan upprättas. En ännu icke avslöjad uppdragsgivare har redan finansierat en genomförbarhetsstudie för ett uppdrag med arbetsnamnet New Moon.
En sådan studie innebär i praktiken en detaljerad analys av om projektet är tekniskt, ekonomiskt och logistiskt genomförbart. TransAstras ingenjörer behövde visa att materialen tål kontakt med en ojämn stenyta, bombardemang av mikrometeorider och kraftiga temperaturväxlingar. Påsen måste fungera felfritt i månader eller år medan den drar ett mål på hundra ton genom miljontals kilometer.
Varför Lagrangepunkterna är den perfekta basen
TransAstra överväger att bogsera fångade asteroider till området kring Lagrangepunkten L2. Denna speciella region ligger ungefär 1,5 miljoner kilometer från jorden, på motsatt sida från solen. Här balanseras jordens och solens gravitationskrafter delvis mot varandra, vilket gör det möjligt att hålla objekt på plats med relativt litet bränsleförbrukning.
Dessa punkter har länge väckt ingenjörers intresse. Avancerade rymdteleskop verkar redan i liknande regioner, eftersom den stabila positionen underlättar både instrumentens funktion och kommunikationen. För en rymdbaserad gruvdriftsindustri är det en idealisk plats – långt från atmosfären men tillräckligt nära för att bibehålla kontakt med jorden och regelbundet skicka data.
Specialister vid universitet och forskningsinstitut betonar att Lagrangepunkterna kan fungera som kosmiska hamnar för framtida uppdrag. Objekt i dessa områden behöver bara minimala bankorrigeringar, vilket sparar bränsle och förlänger systemens livslängd.
Asteroider som bränslestationer och råvarulager
Det viktigaste skälet till att företaget intresserar sig för stenblock som kretsar i solsystemet är råvarorna. Många små asteroider är rika på vatten i form av is eller metaller som kostar enorma summor på jorden. Företaget identifierar två särskilt attraktiva grupper av objekt:
- C-typ asteroider – mörka, innehåller mycket vatten-is och kolhaltiga föreningar
- M-typ asteroider – starkt metallhaltiga, fulla av järn, nickel och sällsynta metaller som platina eller iridium
- Vatten-is som källa till väte och syre för raketbränsle och besättningars andning
- Metaller användbara för tillverkning av bärande konstruktioner, paneler och strålningsskydd
- Kolföreningar användbara vid tillverkning av plaster och andra organiska material
- Regolith som råvara för 3D-utskrift av skyddande barriärer och byggdelar
Från is kan man utvinna väte och syre – ingredienserna i raketbränsle och luft att andas i framtida bemannade stationer. Metaller utgör material för bärande konstruktioner, paneler, strålningsskydd och motorkomponenter. I teorin möjliggör detta en produktionskedja som nästan inte alls använder resurser som skickats upp från jordens yta.
TransAstras chef Joel Sercel ser fångade asteroider som grunden för en framtida omloppsbanebaserad industri. Robotar ska där öva sig på att bearbeta malm, ur vilken satellitkomponenter och bränsle för interplanetära uppdrag kan tillverkas. Enligt honom rör det sig om en flerstegsprocess: först utvinning av vatten-is, sedan elektrolys till väte och syre, och slutligen raffinering av metaller i viktlöshet.
Hundratals mål att fånga under ett decennium
Enligt företagets uppskattningar finns det ungefär 250 små asteroider inom räckhåll för möjliga uppdrag som skulle kunna fångas under de närmaste femton åren. Det rör sig om objekt med en diameter på upp till 20 meter – för små för att utgöra något allvarligt hot mot planeten, men tillräckligt rika på råvaror för att utnyttjandet ska löna sig.
Ett centralt inslag i planen är en flotta av återanvändbara fartyg. Istället för att bygga ett nytt fartyg för varje uppdrag vill TransAstra att de robotiserade bogserarbåtarna ska återvända till jordens närhet, tanka bränsle – helst från tidigare fångade asteroider – och sedan bege sig mot nästa mål. I ett sådant scenario borde varje ny resa bli billigare och mer lönsam.
Forskare vid institut inriktade på planetvetenskap påpekar att katalogiseringen av små asteroider bara har börjat. Teleskop som Pan-STARRS på Hawaii och Catalina Sky Survey i Arizona upptäcker dussintals nya jorднära objekt varje år. En del av dem har banor som är gynnsamma för fångst med relativt låg energiåtgång.
TransAstra räknar med att ett första demonstrationsuppdrag kan genomföras innan detta decenniums slut. Testfartyget ska verifiera uppackning av påssystemet, stabilisering av ett litet objekt och dess kontrollerade förflyttning till en högre omloppsbana. Först därefter skulle bogsering av en verklig asteroid till Lagrangepunkten följa.
Risker, säkerhet och frågor utan svar
Tanken på att lagra en sten på flera tiotals meter i relativt nära anslutning till jorden väcker begripliga säkerhetsfrågor. Även ett litet fel under manövreringen skulle kunna förändra objektets bana på ett sätt som är ogynnsamt för vår planet. TransAstras team argumenterar för att man bara kommer att fånga små asteroider, som är mycket lättare att kontrollera än de kilometerstora kolosserna.
Risken gäller även påsens konstruktion i sig. Den måste tåla kontakt med en oregelbunden och vass stenyta, genomskjutning av mikrometeorider och kraftiga temperaturförändringar. Ingenjörerna satsar på material som är välkända från rymduppdrag, men konstruktionens skala är något helt nytt. Projektet kräver ett stort antal marktester och orbitala demonstrationer på mindre testobjekt.
Experter från NASA och Europeiska rymdorganisationen betonar behovet av internationella säkerhetsprotokoll. Varje objekt som förflyttas till jordens närhet måste ha reservsystem för banändring vid haveri av huvuddrivningen. Dessutom borde det finnas internationell övervakning av alla gruvdriftsoperationer, liknande den tillsyn som idag utövas över rymdskräp.
Kan detta överhuvudtaget vara ekonomiskt lönsamt?
Ekonomin i ett sådant projekt är ett kapitel för sig. Idag sjunker kostnaderna för att skjuta upp ett kilogram nyttolast till omloppsbana kraftigt tack vare återanvändbara raketer, men de räknas fortfarande i tusentals dollar. Förespråkare för rymdbrytning hävdar att det på längre sikt blir billigare att utnyttja råvaror som finns utanför atmosfären.
Skeptiker pekar på kostnaderna för att bygga en robotflotta, risken för haverier och de enorma utgifterna för forskning och utveckling. Mycket beror för tillfället på om New Moon bekräftar hela konceptets genomförbarhet och lockar till sig ytterligare investerare – både privata och institutionella, exempelvis statliga myndigheter som söker nya sätt att försörja långdistansuppdrag.
Analytiker vid investeringsfonder inriktade på rymdindustrin bedömer att verklig lönsamhet inom asteroidbrytning kommer tidigast om tio till femton år. För närvarande handlar det snarare om att bygga grundläggande infrastruktur och testa tekniker. Företag som Planetary Resources och Deep Space Industries gick tidigare under just på grund av att de underskattade tidsramen för avkastning.
TransAstra skiljer sig från sina föregångare genom att fokusera på mindre och mer tillgängliga mål samt en gradvis utbyggnad av flottan. Joel Sercel har offentligt sagt att han ser de första kommersiella kunderna bland operatörer av satellitkonstellationer, som skulle kunna tanka bränsle direkt i omloppsbana och därmed avsevärt förlänga sina sonders livslängd.
Från science fiction till verklig omloppsbanebaserad industri
Idén att fånga asteroider är inte ny. Liknande planer har tidigare dykt upp i NASA-dokument och hos andra företag, men ingen av dem har gått längre än konceptfasen eller tidiga studier. TransAstra skiljer sig i sitt angreppssätt: företaget koncentrerar sig på mindre objekt, enklare fångstmekanik och en stegvis uppbyggnad av infrastruktur i omloppsbana.
Om åtminstone en del av visionen förverkligas kan vårt sätt att bygga satelliter och stora konstruktioner förändras i grunden. Istället för att montera ihop enorma teleskop på jorden och sedan bygga samman dem i omloppsbana av dyra moduler skulle ingenjörer kunna använda komponenter tillverkade direkt av asteroidmalm. Ett sådant tillvägagångssätt öppnar även vägen till billigare uppdrag till Mars eller asteroidbältet, eftersom bränsle och konstruktionsmaterial hämtas ”längs vägen” och inte från jordens yta.
För den vanlige personen låter det som en avlägsen vision, men de första stegen tas just nu – i form av forskning, simuleringar och prototyper. Under de kommande åren är det värt att följa om det kring projekt som New Moon börjar växa fram ett helt ekosystem av företag: från robottillverkare och mjukvaruleverantörer till operatörer av orbitala ”raffinaderier” och bränslestationer för rymdfarkoster.
I ett bredare sammanhang håller rymdbrytning på att bli ett politiskt och rättsligt ämne. Frågor som måste besvaras är vem som har rätt att bryta en specifik asteroid, hur vinster ska fördelas och hur potentiella konflikter ska förebyggas. TransAstra bygger alltså inte bara teknik för en påse kring rymdstenar – företaget ger också en impuls till skapandet av nya spelregler i ett område som hittills huvudsakligen har varit vetenskap och forskningsuppdragars domän.
