Asteroidenbergbau

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Asteroidenbergbau bezeichnet den Abbau der in Asteroiden vorhandenen Rohstoffe. Bislang existieren hierfür nur theoretische Konzepte.

Hintergrund

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Objektverteilung im Asteroidengürtel

Asteroiden, Kometen und Meteoroiden können sehr hohe Konzentrationen u. a. von Edelmetallen oder auch Seltenerdmetallen aufweisen, die möglicherweise in Zukunft für die Rohstoffgewinnung von Bedeutung sind. M-Asteroiden wie z. B. ein Objekt des Hauptgürtels, der Asteroid (16) Psyche und weitere wie (129) Antigone, (97) Klotho, (21) Lutetia, (55) Pandora, (755) Quintilla sind sehr metallreich. (3554) Amun z. B. besitzt einen hohen Anteil an Metallen der Eisen-Platin-Gruppe und auch viele nichtmetallische Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor.[1] Je nach Beschaffenheit und Dichte kann schon ein 1-km-Objekt eine Menge an Metallen enthalten, die dem heutigen Industriebedarf für mehrere Jahrzehnte entspricht.[2][3][4] Viele große und metallreiche Objekte, deren Rohstoffe sehr wertvoll sein könnten, befinden sich im Asteroidengürtel.[5] Spektroskopische Untersuchungen von S-Asteroiden wie beispielsweise (387) Aquitania und (980) Anacostia lassen auf Minerale aus der Pyroxengruppe, Olivingruppe und auch auf Spinell oder Chromit schließen.[4][6] Radarastronomische Messungen der Observatorien Arecibo und Goldstone des E-Klasse Asteroiden (44) Nysa zeigen Vorkommen von Enstatit, Forsterit und Pyroxene. Der Erdbahnkreuzer (3103) Eger scheint ebenso aus diesen Komponenten zu bestehen.[7]

Auch V-Asteroiden können Vorkommen aufweisen, die abbauwürdig sein könnten.[8] Wasser und Eis wurde ebenfalls auf Asteroiden entdeckt.[9] Terrestrische Erze, wie sie im Bushveld-Komplex vorkommen, weisen eine Platinmetall-Konzentration von 10 ppm auf, meteoritische Funde zeigen Konzentrationen von 100 ppm.[10] Von den rund 5300 (Stand 2017)[11] bekannten terrestrischen Mineralen finden sich etwa 300 in Meteoriten.[12]

Forschung, Konzepte

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Erdnaher Asteroid Eros

Konzepte umfassen zukünftige bemannte Raumfahrtmissionen, aber vor allem unbemannte Missionen, die mittels Robotern etwaige Vorkommen entdecken und automatisiert abbauen.[13][14][15] Im September 2011 begann das Keck Institute for Space Studies am Caltech mit einer Machbarkeitsstudie, der Asteroid Retrieval Mission Study. Am 2. April 2012 wurde der Endbericht veröffentlicht.[16] In der Studie wurden Durchführbarkeit und Erfordernisse evaluiert und erforscht, die notwendig wären, einen geeigneten NEA zu finden, mittels Robotertechniken einzufangen und das Objekt für weitere Untersuchungen und Nutzung in Erdnähe zu bringen.[17] Hierzu müsste ein Asteroid in endlicher Zeit in einen Mondorbit geschleppt werden. Dort sollen die Rohstoffe mit Hilfe einer dort angenommenen Infrastruktur aus dem Asteroiden extrahiert werden. Voraussetzung hierfür ist, dass eines Tages neben der zu errichtenden Infrastruktur ein leistungsfähiger, über Solarmodule mit Strom versorgter Ionenantrieb zur Verfügung steht. Der kann dann einen 500 Tonnen schweren Asteroiden mit 7 Meter Durchmesser aus seiner Bahn ablenken.[18]

Ein anderes Forscherteam klassifizierte eine Gruppe von zwölf kleineren Objekten als EROs (Easily Retrievable Objects). Diese wenige Meter großen, erdnahen Asteroiden wie 2006 RH120, 2010 VQ98 und 2007 UN12 waren aufgrund ihrer Bahndaten mit der 2013 verfügbaren Technik erreichbar.[19] Ob sie wertvolle Rohstoffe enthalten, ist allerdings nicht bekannt. Der Astrophysiker Martin Elvis adaptierte die Drake-Gleichung, um erste Abschätzungen über die Anzahl sinnvoller Objekte treffen zu können und kam im Dezember 2013 zu dem Ergebnis, dass nur zehn erdnahe Asteroiden für kommerziellen Bergbau geeignet wären.[20][21][22]

Im Advanced Space Transportation Program betreibt die NASA Grundlagenforschung zu neuen Raumfahrtsysteme und Antriebstechniken. Man erhofft sich davon, die Fortbewegung durch den Weltraum schneller und preiswerter zu machen, wovon auch Asteroidenbergbauprojekte profitieren würden.[23]

Im Juli 2012 hielt das Advanced Concepts Team der ESA am ESTEC ein Kolloquium zum Asteroidenbergbau ab.[24]

Forscher untersuchen auch, ob Biomining für Asteroidenbergbau eingesetzt werden könnte.[25]

Im Rahmen des ESA/SNSB/DLR, REXUS-Projektes wurde im März 2017 das Drilling Experiment for Asteroid Mining durchgeführt.[26]

Rechtliche Grundlagen

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Im November 2013 forderte Robert Bigelow die Federal Aviation Administration auf, den Weltraumvertrag von 1967 abzuändern um zukünftig Eigentums- und Nutzungsrechte für Bergbau auf dem Mond zu ermöglichen.[27] Im Juli 2014 stellten die US-Politiker Bill Posey und Derek Kilmer einen Antrag auf einen Gesetzentwurf, den American Space Technology for Exploring Resource Opportunities in Deep Space (ASTEROIDS) Act of 2014, der Unternehmungen wie Asteroidenbergbau unterstützt.[28][29] Donna Edwards und andere äußerten Bedenken und wiesen auch auf mögliche weltraumrechtliche Risiken hin.[30]

Im Mai 2015 verabschiedete das Repräsentantenhaus der Vereinigten Staaten eine Gesetzesvorlage, die auch Asteroidenbergbau regeln soll, den SPACE Act of 2015.[31][32] Im November 2015 passierte der Entwurf für ein Weltraumbergbaugesetz den US-Senat.[33] Am 25. November unterzeichnete US-Präsident Barack Obama das Gesetz.[34] Kritiker des H.R.2262 - U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act sehen den Weltraumvertrag von 1967 und den Mondvertrag verletzt.[35][36]

Die luxemburgische Chambre des Députés verabschiedete am 13. Juli 2017 das Weltraumressourcengesetz, das den Abbau extraterrestrischer Ressourcen regelt.[37][38] Das Gesetz trat am 1. August 2017 in Kraft.[39] Der Weltraumrechtler Stephan Hobe kritisierte das Vorgehen Luxemburgs und hält das Gesetz für völkerrechtswidrig.[40] UNOOSA und andere Institutionen untersuchen weltraumrechtliche Modelle und völkerrechtliche Rahmenbedingungen einer zukünftigen Nutzung von Weltraumressourcen.[41]

Auch die Vereinigten Arabischen Emirate arbeiten an einem juristischen Rahmen, Weltraumbergbau zu ermöglichen.[42] Im März 2017 veröffentlichte das International Institute of Space Law eine Studie über weltraumrechtliche Aspekte.[43] Der Bundesverband der Deutschen Industrie forderte im Juni 2018 ein Weltraumgesetz, das auch Fragen der Weltraumhaftung bei Fehlstarts von Weltraumfähren oder Havarien im All einschließt.[44]

Asteroidenbergbauprojekte

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Das chinesische Start-up-Unternehmen Origin Space (起源太空科技有限公司) beauftragte am 10. April 2020 die Hangtian Dong Fang Hong Satelliten GmbH, eine Tochterfirma der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie, mit dem Bau eines Weltraumteleskops namens Yangwang-1 (仰望-1, „Blick nach oben 1“) für die Suche nach Asteroiden, die für eine Rohstoffgewinnung in Frage kommen könnten.[45][46] Am 27. April 2021 startete Origin Space jedoch zunächst den von der ASES Spaceflight Technology, einer Tochterfirma der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie,[47] gebauten, kleineren Satelliten NEO-1, mit dem in einem erdnahen Orbit unter anderem die Technologie zum Einfangen eines kleinen Asteroiden mit einem Netz erprobt werden sollte.[48] Yangwang-1 folgte am 11. Juni 2021. Der in einem sonnensynchronen Orbit um die Erde kreisende Satellit verfügt über ein optisches System mit Weitwinkelobjektiv sowie einem CCD-Sensor für sichtbares und ultraviolettes Licht.[49][50]

Sonstiges

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Einige Forscher weisen auf mögliche Risiken des Asteroidenbergbaues hin. So besteht beispielsweise die Gefahr, andere Himmelskörper zu kontaminieren: Einerseits durch Vorwärts-Kontamination von Asteroiden durch irdische Lebensformen, aber auch durch Rückwärts-Kontamination mit möglicherweise existierenden, extraterrestrischen Lebensformen.[51][52] Auch die Zunahme von Weltraummüll wird befürchtet.[53]

In der Science-Fiction-Literatur fand die Nutzbarmachung von Asteroiden schon früh Verwendung, erstmals 1898 im Roman Edison’s Conquest of Mars von Garrett P. Serviss.[54] 1903 erwähnte Konstantin Ziolkowski mögliche Asteroiden-Ressourcen in einer Publikation.[55][56] In der Science-Fiction-Serie „The Expanse“ sind die „Inneren“ (Erde und Mars) auf die Ressourcen aus dem Asteroidengürtel angewiesen.[57]

Die Colorado School of Mines bietet ab dem Wintersemester 2017 ein Masterstudium Space Resources an.[58]

Der Bundesverband der Deutschen Industrie e. V. (BDI) brachte 2018 ein Positionspapier zum Weltraumbergbau heraus.[59]

Siehe auch

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Literatur

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Bücher

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  • John S. Lewis: Mining the sky – untold riches from the asteroids, comets, and planets. Addison-Wesley, Reading 1997, ISBN 0-201-32819-4, deutsch: Unbegrenzte Zukunft. Bettendorf, München 1998, ISBN 3-88498-126-9.
  • Viorel Badescu: Asteroids - prospective energy and material resources. Springer, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-39243-6.
  • Ricky Lee: Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space. Springer, Dordrecht 2012, ISBN 978-94-007-2038-1.
  • Ram Jakhu et al.: Space Mining and Its Regulation. Springer, Cham 2016, ISBN 978-3-319-39245-5.
  • Joseph N. Pelton: The New Gold Rush - The Riches of Space Beckon! Springer, Cham 2017, ISBN 978-3-319-39272-1.
  • Peter M. Schneider: Goldrausch im All. FinanzBuch Verlag, 2018, ISBN 978-3-95972-085-4.
  • Annette Froehlich: Space Resource Utilization: A View from an Emerging Space Faring Nation. Springer, Cham 2018, ISBN 978-3-319-66968-7.

Artikel

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  • Brian O’Leary: Mining the Apollo and Amor Asteroids. In: Science. Band 197, Nr. 4301, 22. Juli 1977, S. 363–366, doi:10.1126/science.197.4301.363-a (englisch).
  • M. J. Sonter: The technical and economic feasibility of mining the near-earth asteroids. In: Acta Astronautica. Band 41, Nr. 4, August 1997, S. 637–647, doi:10.1016/S0094-5765(98)00087-3 (englisch, Online [PDF] Masterarbeit).
  • International Space University Team Project report: ASTRA: Asteroid Mining Technologies Roadmap and Applications. 2010, full report, summary (PDF), abgerufen am 15. März 2012.
  • Dana G. Andrews et al.: Defining a successful commercial asteroid mining program. In: Acta Astronautica. Band 108, 1. März 2015, S. 106–118, doi:10.1016/j.actaastro.2014.10.034 (englisch).
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Commons: Asteroid Mining – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Weltraumbergbau – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  1. ↑ Andrea Sommariva: Rationale, Strategies, and Economics for Exploration and Mining of Asteroids. In: Astropolitics. Band 13, Nr. 1, 2. Januar 2015, ISSN 1477-7622, S. 25–42, doi:10.1080/14777622.2015.1014244.
  2. ↑ „Ein 1-km-M-Asteroid könnte den Weltverbrauch an Industriemetallen für Jahrzehnte abdecken.“ in: Arnold Hanslmeier: Einführung in die Astronomie und Astrophysik. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1127-0, S. 160.
  3. ↑ Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S. 625, @google books, abgerufen am 28. Oktober 2011
  4. ↑ a b asteroid spectral types daviddarling.info.
  5. ↑ Florian Freistetter: Asteroid Now - warum die Zukunft der Menschheit in den Sternen liegt. Hanser, München 2015, ISBN 978-3-446-44309-9, Asteroiden nutzen, S. 105–127.
  6. ↑ Thomas H. Burbine, et al.: S-asteroids 387 Aquitania and 980 Anacostia – Possible fragments of the breakup of a spinel-bearing parent body with CO3/CV3 affinities. In: Meteoritics. Band 27, Nr. 4, S. 424–434, 1992, bibcode:1992Metic..27..424B
  7. ↑ Christopher Magri, et al.: A radar survey of main-belt asteroids: Arecibo observations of 55 objects during 1999–2003. Icarus 186 (2007) 126–151, echo.jpl.nasa.gov (PDF; 1,0 MB); und Mainbelt Asteroids: Results of Arecibo and Goldstone Radar Observations of 37 Objects during 1980–1995. bibcode:1999Icar..140..379M
  8. ↑ Geology and Mineralogy of Asteroids and Their Suitability for Mining Activities. in Lee, 2012, S. 55 ff.
  9. ↑ Arnold Hanslmeier: Water in the Universe. Springer, Dordrecht 2011, ISBN 978-90-481-9984-6, S. 122 ff, @google books abgerufen am 28. September 2012
  10. ↑ Donald K. Yeomans: Near-earth objects – finding them before they find us. Princeton Univ. Press, Princeton 2013, ISBN 978-0-691-14929-5; :„These relatively rich igneous ores have a platinium group metals concentration of 10 parts per million (ppm) or about 10 grams per metric ton. From meteorite evidence, some asteroids have ten times that concentration of platinium group metals, or 100 ppm.“ Mining Near – Earth Objects, S. 102.
  11. ↑ IMA: The New IMA List of Minerals. (PDF) Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 9. November 2020; abgerufen am 18. März 2018.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/cnmnc.main.jp
  12. ↑ Franz Brandstätter, et al.: Meteoriten – Zeitzeugen der Entstehung des Sonnensystems. Verlag des Naturhistorischen Museums, Wien 2012, ISBN 978-3-902421-68-5, S. 65.
  13. ↑ Edward C. Blair: Asteroids – overview, abstracts and bibliography. Nova Science, New York 2002, ISBN 1-59033-482-5; „Near Earth Asteroid Mining: What and How?“ S. 17, @ google books, abgerufen am 27. April 2011.
  14. ↑ Alex Ellery: An introduction to space robotics. Springer, London 2000, ISBN 1-85233-164-X, S. 625.
  15. ↑ Ricky Lee: Economic and Technical Prospects of Mining on Celestial Bodies In: ebender: Law and Regulation of Commercial Mining of Minerals in Outer Space. Springer, Dordrecht 2012, ISBN 978-94-007-2038-1, S. 21 ff. google books, abgerufen am 25. April 2012
  16. ↑ Marco Tantardini et al.: Asteroid Retrieval Feasibility Study. In: researchgate.net. Abgerufen am 10. Juni 2021 (englisch).
  17. ↑ Zaki Hasnain, et al.:Capturing near-Earth asteroids around Earth. In: Acta Astronautica. Band 81, Nr. 2, Dezember 2012, S. 523–531.
  18. ↑ John R. Brophy, et al.: Asteroid retrieval feasibility. abstract auf ieee.org; Is Asteroid Mining Possible? Study Says Yes, for $2.6 Billion space.com, abgerufen am 13. Juni 2012
  19. ↑ Engineers Identify 12 Asteroids We Could Capture With Existing Rocket Technology wired.com; How to Drag an Asteroid to Earth astrobites.org abgerufen am 24. August 2013
  20. ↑ Jacob Aron: Alien-hunting equation revamped for mining asteroids. In: newscientist.com. 4. Dezember 2013, abgerufen am 10. Juni 2021 (englisch).
  21. ↑ Paul Rincon: Few asteroids are worth mining, suggests Harvard study. In: bbc.com. 13. Januar 2014, abgerufen am 10. Juni 2021 (englisch).
  22. ↑ Martin Elvis: How Many Ore-Bearing Asteroids? In: arxiv.org. 16. Dezember 2013, abgerufen am 10. Juni 2021 (englisch).
  23. ↑ Advanced Space Transportation Program. nasa.gov, abgerufen am 23. April 2011
  24. ↑ esa.int: 10 years of Advanced Concepts and looking ahead (Memento vom 16. Januar 2018 im Internet Archive)
  25. ↑ Biomining for In-Situ Resource Utilization (PDF; 1,1 MB), niac.usra.edu; ‘Biomining’ Microbes Could Extract Minerals From Asteroids nbcnews.com, abgerufen am 3. Februar 2015
  26. ↑ REXUS 21/22 dlr.de; DREAM in a nutshell dream-rexus.pl
  27. ↑ US must beat China back to the moon: Entrepreneur cnbc.com; Moon Mining Rush Ahead? nationalgeographic.com, abgerufen am 15. November 2013
  28. ↑ Asteroid mining bill introduced in Congress to protect private property rights examiner.com; Posey, Kilmer Introduce ASTEROIDS Act To Grant Property Rights to Asteroid Resources spacepolicyonline.com
  29. ↑ Bipartisan Legislation Promotes Commercial Space Ventures posey.house.gov; Deep space act 2014 (PDF; 340 kB) spacepolitics.com, abgerufen am 16. Juli 2014.
  30. ↑ The companies vying to turn asteroids into filling stations bbc.com, abgerufen am 30. September 2014
  31. ↑ Congress launches commercial space legislation thespacereview.com
  32. ↑ The House just passed a bill about space mining. The future is here washingtonpost.com, abgerufen am 27. Mai 2015
  33. ↑ American ‘space pioneers’ deserve asteroid rights, Congress says theguardian.com; H.R.2262 – U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act congress.gov, abgerufen am 19. November 2015
  34. ↑ Asteroid mining made legal after passing of ‘historic’ space bill in US telegraph.co.uk, abgerufen am 30. November 2015
  35. ↑ Did the U.S. Make Asteroid Mining Legal? wsj.com; Who owns space? US asteroid-mining act is dangerous and potentially illegal theconversation.com
  36. ↑ USA: Von der Weltmacht zur Weltraummacht? diepresse.com. abgerufen am 5. Dezember 2015
  37. ↑ Luxemburg regelt Bergbau im Weltraum orf.at; Luxembourg becomes first European country to pass space mining law mining.com
  38. ↑ Luxembourg is the First European Nation to Offer a Legal Framework for Space Resources Utilization spaceresources.public.lu; DRAFT LAW ON THE EXPLORATION AND USE OF SPACE RESOURCES (PDF), abgerufen am 17. Juli 2017
  39. ↑ heute.de: Luxemburgs Weltraumgesetz (Memento vom 10. August 2017 im Internet Archive)
  40. ↑ Gesetz zu Schürfrechten im All deutschlandfunkkultur.de, abgerufen am 10. August 2017
  41. ↑ Jakhu, Ram, et al.: Global Governance of Outer Space. Springer, Cham 2017, ISBN 978-3-319-54363-5, S. 379 ff.
  42. ↑ UAE to finalise space laws soon thenational.ae; Who owns the moon? Space Law and the Billion Dollar Question unl.edu, abgerufen am 24. Januar 2017
  43. ↑ IISL DoS study on Space Resource Mining, PDF iislweb.org, abgerufen am 21. April 2017
  44. ↑ Deutsche Industrie will Weltraum ausbeuten spiegel.de; Weltraumgesetz zdf.de, abgerufen am 16. Juli 2018
  45. ↑ Andrew Jones: Chinese space resource utilization firm Origin Space signs deal for space telescope. Spacenews, 23. April 2020.
  46. ↑ 起源太空与东方红卫星达成合作，拟明年发射太空望远镜用以小行星采矿. In: taibo.cn. 24. April 2020, abgerufen am 6. Oktober 2022 (chinesisch).
  47. ↑ 公司介绍. In: cn.spacef.com. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 27. April 2021; abgerufen am 27. April 2021 (chinesisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/cn.spacef.com
  48. ↑ Andrew Jones: China launches space mining test spacecraft on commercial rideshare mission. In: spacenews.com. 27. April 2021, abgerufen am 27. April 2021 (chinesisch).
  49. ↑ 武亚姮: 长二丁一箭四星发射成功 北京三号卫星服务全球市场. In: spacechina.com. 11. Juni 2021, abgerufen am 6. Oktober 2022 (chinesisch).
  50. ↑ Andrew Jones: Chinese commercial satellite has been spotting meteors and aurora. In: space.com. 28. September 2021, abgerufen am 29. September 2021 (englisch).
  51. ↑ Viorel Badescu: Asteroids - prospective energy and material resources. Springer, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-39243-6, S. 182
  52. ↑ "Who owns space? US asteroid-mining act is dangerous and potentially illegal" phys.org, abgerufen am 30. September 2016
  53. ↑ Dust from asteroid mining spells danger for satellites newscientist.com, abgerufen am 30. November 2016
  54. ↑ Asteroid mining's peculiar past. bbc.com, abgerufen am 1. Februar 2013
  55. ↑ How We're Finding Asteroids Before They Find Us popsci.com
  56. ↑ John Lewis: Asteroid mining 101 - wealth for a new space economy. Deep Space Ind. Inc., 2014, ISBN 978-0-9905842-0-9, S. 7.@google books abgerufen am 3. April 2015
  57. ↑ The Expanse Episodenguide, Streams und News zur Serie. Abgerufen am 12. Januar 2021.
  58. ↑ Colorado’s newest grad program is all about mining asteroids and other space stuff denverite.com; Welcome to the Space Resources Program space.mines.edu, abgerufen am 26. August 2017
  59. ↑ Weltraumbergbau - Potenziale und Handlungsempfehlungen. Abgerufen am 6. Dezember 2021.
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