211service.com
Asteroïde-mijnbouw is misschien wel beter voor het milieu
Voor een bepaald soort belegger is asteroïde mijnbouw een pad naar ongekende rijkdom. Astronomen weten al lang dat asteroïden rijk zijn aan anders schaarse hulpbronnen zoals platina en water. Dus een voor de hand liggend idee is om dit spul te delven en terug te sturen naar de aarde - of, in het geval van water, naar een maanbasis of een ruimtestation in een baan om de aarde.
Aan belangstelling voor deze ondernemingen geen gebrek. In het afgelopen decennium hebben investeerders een half dozijn bedrijven gefinancierd die hun zinnen hebben gezet op verschillende nabijgelegen rotsen. Voor veel waarnemers is het slechts een kwestie van tijd voordat zo'n missie groen licht krijgt.
Maar winstmarges zijn slechts een deel van het plaatje. Een potentieel belangrijker aspect van deze missies is de impact die ze zullen hebben op het milieu van de aarde. Maar niemand heeft deze milieu-impact in detail beoordeeld.
Vandaag verandert dat dankzij het werk van Andreas Hein en collega's aan de Universiteit van Parijs-Saclay in Frankrijk. Deze jongens hebben de uitstoot van broeikasgassen door mijnbouwactiviteiten op asteroïden berekend en vergeleken met de uitstoot van vergelijkbare activiteiten op aarde. Hun resultaten bieden een aantal wenkbrauwverhogende inzichten in de voordelen die asteroïde mijnbouw zou kunnen bieden.
De berekeningen zijn relatief eenvoudig. Bij raketlanceringen komen aanzienlijke hoeveelheden broeikasgassen vrij in de atmosfeer. De brandstof aan boord van de eerste trap van een raket verbrandt in de atmosfeer van de aarde om koolstofdioxide te vormen. Voor raketten die kerosine verbranden, creëert één kilogram brandstof drie kilogram CO2. (De tweede en derde fase opereren buiten de atmosfeer van de aarde en kunnen dus worden genegeerd.)
Terugkeer is net zo schadelijk. Dat komt omdat een aanzienlijke massa van een opnieuw binnenkomend voertuig ablateert in de bovenste atmosfeer, waarbij NOx wordt geproduceerd, zoals lachgas (N2O), een broeikasgas dat ongeveer 300 keer krachtiger is dan CO2. Volgens één schatting gaf de spaceshuttle elke keer dat hij terugkeerde naar de aarde ongeveer 20% van zijn massa vrij in de vorm van N2O.
Hein en co gebruiken deze cijfers om te berekenen dat een kilogram platina gewonnen uit een asteroïde zo'n 150 kilogram CO2 in de atmosfeer van de aarde zou afgeven. Schaalvoordelen van grote asteroïde-mijnbouwactiviteiten zouden dit echter kunnen verlagen tot ongeveer 60 kilogram CO2 per kilogram platina.
Dat moet worden vergeleken met de uitstoot van mijnbouw op aarde. Hier genereert platinamijnbouw aanzienlijke broeikasgassen, voornamelijk uit de energie die nodig is om dit spul uit de grond te halen.
De aantallen zijn inderdaad enorm. De mijnbouwindustrie schat dat bij de productie van één kilogram platina op aarde ongeveer 40.000 kilogram koolstofdioxide vrijkomt. Het broeikaseffect van mijnbouw op aarde is enkele ordes van grootte groter, zeggen Hein en co.
Ook de cijfers voor water zijn bemoedigend. In dit geval berekenen de auteurs de uitstoot van broeikasgassen van een asteroïde-mijnbouw die water terugvoert naar overal in de baan van de maan, een zogenaamde cis-maanbaan. Ze vergelijken dit met de emissies van het sturen van dezelfde hoeveelheid water van de aarde in een baan om de aarde.
Het grote verschil is dat een waterdragend voertuig vanaf de aarde slechts een klein percentage van zijn massa als water kan vervoeren. Maar een ruimtevaartuig voor mijnbouw van asteroïden kan een aanzienlijk veelvoud van zijn massa als water transporteren naar een baan om de cis-maan. Er kan flink worden bespaard op de uitstoot van broeikasgassen, stellen Hein en co.
Dit interessante werk zou moeten helpen om de aandacht te richten op de milieueffecten van mijnbouw, die snel in profiel toenemen. Maar het is slechts een eerste stap. Er is aanzienlijke onzekerheid in de cijfers hier, dus deze zullen beter moeten worden begrepen.
Ook met andere factoren zal uiteindelijk rekening moeten worden gehouden. De aardgebonden mijnbouwindustrie zou milieuvriendelijker kunnen worden door hernieuwbare energie te gebruiken in plaats van steenkool te verbranden om energie op te wekken (zoals in Zuid-Afrika). Raketlancering zou ook groener kunnen worden als er meer milieuvriendelijke brandstoffen worden ontwikkeld. Beide dingen zouden de cijfers veranderen.
Er zijn ook emissies waar deze analyse geen rekening mee houdt. Het omvat bijvoorbeeld niet de emissies van missiecontrole op aarde of van de constructie van lanceerplatforms. Dan zijn er de aanhoudende effecten van raketlanceringen op de ozonlaag, waarmee ook rekening moet worden gehouden.
Er is dus meer werk aan de winkel. Maar Hein en co hebben een belangrijke eerste stap gezet in de richting van realistische beoordelingen van de levenscyclus van het milieu voor asteroïde mijnbouw, een taak die zeker dringender zal worden naarmate deze industrie volwassener wordt.
Referentie: arxiv.org/abs/1810.04749 : Potentiële milieuvoordelen van asteroïde-mijnbouw onderzoeken