Start-up chce holować kosmiczne skały w gigantycznych workach na orbitę Ziemi

Kalifornijska firma z branży kosmicznej planuje coś, co jeszcze niedawno brzmiałoby jak science fiction: łapanie asteroid do ogromnych, nadmuchiwanych worków.

Chodzi o obiekty wielkości domu, ważące około stu ton, które specjalne statki miałyby chwytać w przestrzeni kosmicznej i sprowadzać w pobliże Ziemi. Taki „połów” nie ma jednak służyć widowisku, lecz budowie orbitalnego przemysłu opartego na surowcach z kosmosu.

Gigantyczny „worek na kamienie” zamiast rakiety górniczej

Za projektem stoi TransAstra, start-up z Los Angeles, który pracuje nad systemem przechwytywania asteroid przy użyciu ogromnych, wytrzymałych worków z tworzyw polimerowych. Jeden z opisów porównuje to do siatki na motyle, tylko że przeznaczonej na kosmiczne głazy.

Kluczowym elementem ma być nadmuchiwany „worek” wykonany z materiałów takich jak Kapton – to polimer stosowany już dziś w inżynierii kosmicznej, odporny na wysokie temperatury i promieniowanie. Po rozłożeniu w próżni tworzy on coś w rodzaju elastycznej kopuły, która może otoczyć małą asteroidę.

Statek zbliża się do celu, rozkłada konstrukcję, dosłownie owija nią skałę, a potem zaczyna ją stopniowo odciągać w stronę wybranego punktu na orbicie. Całość ma działać w pełni automatycznie, bez załogi na pokładzie.

Misja, nad którą pracuje TransAstra, nosi nazwę New Moon. Szczegóły finansowania są objęte tajemnicą, ale wiadomo, że firma otrzymała środki od anonimowego klienta na szczegółową analizę wykonalności tego pomysłu.

Dlaczego asteroidy mają trafić w pobliże Ziemi

Plan nie zakłada sprowadzania skał na powierzchnię planety. Celem jest umieszczenie ich w stabilnym punkcie grawitacyjnym w pobliżu Ziemi. Najczęściej wymienia się punkt Lagrange’a L2, znajdujący się około 1,5 miliona kilometrów za naszą planetą, patrząc od strony Słońca. To tam pracuje już m.in. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

W takim miejscu siły grawitacyjne Ziemi i Słońca równoważą się w sposób, który ułatwia utrzymanie stacji czy ładunku w stabilnej pozycji przy stosunkowo niewielkim zużyciu paliwa. Dla firm myślących o wydobyciu surowców w przestrzeni kosmicznej to idealny „parking” dla przechwyconych asteroid.

Małe ciała, wielki surowcowy potencjał

TransAstra skupia się na asteroidach o średnicy do około 20 metrów. Dla porównania, to mniej więcej tyle, ile długość większego autobusu lub wysokość czteropiętrowego budynku. Dla astronomów to stosunkowo małe obiekty, ale pod względem masy i składu mogą okazać się bardzo cenne.

Firma celuje w dwa rodzaje asteroid:

• Typ C – bogaty w związki zawierające wodę; z takiego materiału można wytwarzać w przestrzeni kosmicznej paliwo rakietowe (wodór i tlen) oraz wodę użytkową dla przyszłych załogowych misji.
• Typ M – zawiera wiele metali, takich jak żelazo, nikiel czy platyna, przydatnych do produkcji konstrukcji i komponentów bezpośrednio na orbicie.

Według szacunków szefa TransAstra, Joela Sercela, w zasięgu tego rodzaju misji znajduje się nawet około 250 niewielkich asteroid, które można by przechwycić w ciągu najbliższych kilkunastu lat przy użyciu wielokrotnego użytku statków-robotów.

Od rakiet startujących z Ziemi do fabryk krążących nad nami

Największym ograniczeniem dzisiejszej branży kosmicznej są koszty wynoszenia ładunków z powierzchni planety. Każdy kilogram paliwa, konstrukcji czy osłon radiacyjnych trzeba wystrzelić na orbitę z pomocą rakiet, co kosztuje miliony dolarów.

TransAstra stawia tezę, że znacznie rozsądniej będzie w dłuższej perspektywie „ściągnąć” surowce z pobliskich asteroid i przetwarzać je w warunkach orbitalnych, zamiast wysyłać wszystko z Ziemi.

W takim scenariuszu przyszłe stacje kosmiczne, wielkie teleskopy, a nawet pojazdy międzyplanetarne będą częściowo budowane z materiału pozyskanego w kosmosie. Woda z asteroid może trafić do zbiorników paliwowych i systemów podtrzymywania życia, a metale – do drukarek 3D i linii produkcyjnych działających w stanie nieważkości.

Jak miałby wyglądać „łańcuch dostaw” z asteroid

Wyobrażony przez inżynierów proces można podzielić na kilka kroków:

Taki łańcuch, jeśli zadziała, mógłby zrewolucjonizować całą logistykę przyszłych wypraw w dalsze rejony Układu Słonecznego. Statki wyruszające na Marsa czy jeszcze dalej tankowałyby paliwo nie z Ziemi, lecz właśnie z orbitalnych rafinerii bazujących na asteroidach.

Ryzyka, pytania i kwestie bezpieczeństwa

Projekt brzmi efektownie, ale nasuwa też pytania. Sprowadzenie skały wielkości domu w okolice orbity Ziemi wymaga ogromnej precyzji. Błąd w obliczeniach lub awaria napędu mogłyby doprowadzić do niekontrolowanego zbliżenia obiektu do planety, a to już scenariusz z filmów katastroficznych.

Dlatego każda firma zajmująca się podobnymi planami będzie musiała podlegać nie tylko regulacjom rynku kosmicznego, ale także międzynarodowym porozumieniom dotyczącym bezpieczeństwa. Trzeba będzie opracować zasady, kto odpowiada za obiekt przechwycony z przestrzeni międzyplanetarnej, jak szybko trzeba reagować na awarię, a także co robić w sytuacji zagrożenia kolizją z satelitami czy stacjami załogowymi.

Dochodzi do tego aspekt środowiskowy – w skali kosmicznej minimalny, ale w skali prawnej istotny. Pojawia się pytanie, czy intensywne eksploatowanie konkretnej grupy asteroid może wpłynąć na ich orbity i w dłuższym okresie zmienić rozkład potencjalnie niebezpiecznych obiektów w pobliżu Ziemi.

Od śmiałej wizji do pierwszych testów

TransAstra nie jest jedyną firmą marzącą o górnictwie kosmicznym, ale należy do grona tych, które proponują konkretny i stosunkowo prosty technicznie sposób przechwytywania celów. Nadmuchiwane struktury są dużo lżejsze niż sztywne ramy, łatwiej je złożyć na czas startu i rozłożyć dopiero w próżni.

Sprawdzają się już w innych projektach – od modułów mieszkalnych testowanych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej po osłony radiacyjne i nadmuchiwane anteny. Jeśli metoda worka na asteroidy przejdzie pierwsze próby, możliwe, że stanie się standardem w obsłudze niewielkich obiektów znajdujących się w pobliżu Ziemi.

Dla zwykłego odbiorcy może to brzmieć jak kolejna spektakularna wizja z Doliny Krzemowej, ale za tym pomysłem stoją bardzo konkretne liczby. Każdy kilogram nie wyniesiony z Ziemi to realna oszczędność. Każda tona wody uzyskana z kosmosu oznacza mniej startów rakiet z cennym ładunkiem na pokładzie.

Co może z tego wyniknąć dla nas wszystkich

Jeśli koncepcja przechwytywania asteroid zadziała, przyszłe pokolenia mogą patrzeć na kosmos zupełnie inaczej. Zamiast traktować go jako odległą przestrzeń zarezerwowaną dla naukowych misji, stanie się miejscem, gdzie działają zakłady produkcyjne, magazyny paliw i warsztaty remontowe statków kosmicznych.

Na razie TransAstra jest na początku drogi: przygotowuje analizy, testuje materiały i buduje demonstratory technologii. Pierwszy udany „połów” niewielkiej asteroidy w nadmuchiwany worek byłby jednak momentem przełomowym, porównywalnym z pierwszym lądowaniem rakiety wielokrotnego użytku czy wysłaniem prywatnego statku na orbitę. A wtedy pytanie nie będzie już brzmiało „czy to możliwe?”, tylko „jak szybko da się z tego zbudować działający przemysł”.