Kategorie
Kosmologia

Wydobywanie surowców z planetoid

W tabeli dane we wszystkich rubrykach, poza dwoma ostatnimi, oparte są na wyliczeniach dla napędu na metan i tlen (CH4/O2) o impulsie właściwym równym 380 sekund i różnicach prędkości ΔV właściwych dla trajektorii wykorzystujących chemiczne systemy napędowe o wysokim ciągu. Wybrałem kombinację CH4/O2, ponieważ jest to najbardziej wydajna mieszanina napędowa, którą można łatwo przechowywać i produkować bez większych problemów na Ziemi, Marsie lub na planetoidzie zawierającej związki węgla. Mieszanina H2/O2 oferuje co prawda większy impuls właściwy (450 s), lecz nie nadaje się do składowania przy długich podróżach kosmicznych. Ponadto jest złym wyborem na potrzeby tanich pojazdów transportowych wielokrotnego użytku, gdyż kosztuje o rząd wielkości więcej niż mieszanka CH4/O2 (co wyklucza wykorzystanie w naprawdę ekonomicznych systemach), a jej duża objętość stwarza problemy przy transporcie na orbitę w dostatecznych ilościach przy użyciu pojazdów SSTO wielokrotnego użytku. Ostanie dwa wiersze tabeli zawierają dane oparte na wyliczeniach dla nuklearnego napędu elektrycznego (NEP), w którym jako paliwo wykorzystywany jest argon (dostępny i na Ziemi, i na Marsie), mającego impuls właściwy 5000 sekund. Silnik ten używany byłby do lotów międzyplanetarnych, podczas gdy do startu z powierzchni na niską orbitę rakieta wykorzystywałaby klasyczny napęd chemiczny na metan i tlen. Taki układ SSTO i NEP, choć nieco futurystyczny jak na dzisiejsze czasy, może stanowić solidną podstawę projektów międzyplanetarnych statków transportowych w połowie XXI wieku.

Widać wyraźnie, że gdyby używać tylko i wyłącznie rakiet z napędem chemicznym, stosunek mas przy transportowaniu ładunku z Ziemi do pasa planetoid jest 14 razy większy niż podczas transportowania z Marsa. Oznacza to większy stosunek mas ładunku właściwego przy starcie z Marsa (w porównaniu z Ziemią) na Ceres, ponieważ dodatkowe paliwo wymaga dużych zbiorników i większych silników, które z kolei wymagają jeszcze więcej paliwa, a więc i większych zbiorników, i tak wkoło Macieju. W rzeczywistości, patrząc na tabelę, można spokojnie powiedzieć, że opłacalny handel pomiędzy Ziemią a Ceres (lub jakimkolwiek innymi ciałem w pasie planetoid) jest niemożliwy przy użyciu rakiet z napędem chemicznym, podczas gdy w wypadku Marsa rzecz staje się jak najbardziej wykonalna.

Jeżeli opracowane zostaną rakiety z napędem NEP, sytuacja się zmieni, choć niewiele. W dalszym ciągu Mars ma siedmiokrotną przewagę (w stosunku mas) nad Ziemią jako terminal odlotów do pasa planetoid.

Ale to tylko obliczenia stosunku mas, co pomniejsza rzeczywistą przewagę Marsa, ponieważ paliwo rakietowe jest potrzebne nie tylko do rozpędzenia ładunku, lecz również do rozpędzenia .zbiorników z tym paliwem, silników i innych podzespołów statku. Jeżeli przyjrzymy się problemowi z bliska, tak jak w książce Czas Marsa, okaże się, że niezależnie od tego, czy użyjemy napędu chemicznego, czy NEP, ogólna masa pojazdu potrzebna do wyniesienia danego ładunku na Ceres jest 50 razy większa, gdy start odbywa się z Ziemi, niż gdy startujemy z Marsa.

Rezultat tych przemyśleń jest ewidentny: cokolwiek trzeba będzie wysłać na Ceres, powinno pochodzić z Marsa, jeżeli tylko da się tam to wyprodukować.

Zarys struktury handlu międzyplanetarnego w niedalekiej przyszłości staje się wyraźny. Powstanie trójkąt handlowy, w którym Ziemia będzie dostarczać zaawansowane technologicznie produkty na Marsa, Mars będzie eksportować mniej skomplikowane towary oraz żywność do kolonii w pasie planetoid, a niewykluczone, że i na Księżyc, zaś z pasa planetoid będą płynąć na Ziemię zapasy metali, natomiast z Księżyca – helu 3. Taki układ jest bardzo zbliżony do trójkąta, jaki stworzyły Wielka Brytania, kolonie Ameryki Północnej i Indie Wschodnie w czasie epoki kolonialnej. Wielka Brytania wysyłała wyprodukowane dobra do Ameryki, kolonie amerykańskie eksportowały żywność oraz nieskomplikowane przedmioty do Indii Wschodnich, te zaś wysyłały cenne uprawy, jak na przykład cukier, do Wielkiej Brytanii. Podobny trójkąt, w którego skład wchodziła Wielka Brytania, Australia i Wyspy Korzenne, wspierał handel angielski w Indiach Wschodnich w XIX wieku.

Chociaż wielka liczba planetoid będzie w niedalekiej i średnio dalekiej przyszłości stanowiła problem dla rozwoju społecznego, na dłuższą metę jest to ich wielka zaleta. Mars, mimo że duży, to tylko jeden świat. Z pewnością rozpocznie się tam wiele eksperymentów społecznych, lecz wszystkie one w końcu upodobnią się i połączą, by stworzyć jedną, a co najwyżej kilka nowych gałęzi ludzkiej cywilizacji. Technologie wykorzystujące lokalne zasoby, pozwalające zaoszczędzić ludziom pracy, technologie produkcji energii oraz transportu międzyplanetarnego, rozwinięte na potrzeby kolonizacji Marsa, otworzą drogę do kolonizacji planetoid, co spowoduje jeszcze bardziej dynamiczny rozwój wspomnianych technologii oraz innych możliwości. Do dyspozycji otrzymamy tysiące nowych światów, których kultury oraz systemy prawne nigdy się nie połączą. Zapewne niektóre z nich będą republikańskie, a inne anarchistyczne. Niektóre komunistyczne, inne kapitalistyczne. Jedne patriarchalne, inne matriarchalne. Epikurejskie i purytańskie. Tradycjonalne i nowatorskie. Przez bardzo długi okres czasu ludzie, którym wydaje się, że wymyślili coś lepszego niż istniejący system, będą mieli gdzie się udać, by spróbować wprowadzić swoje pomysły w życie. Tak jak wśród miast-państw starożytnej Grecji, będzie rozkwitać i prosperować oszałamiająca różnorodność społeczeństw.

Reszta ludzkości będzie zaś patrzyć i uczyć się na błędach tych społeczeństw. Eksperymenty, które okażą się udane, zostaną powtórzone w innych miejscach. W ten sposób postęp nigdy się nie skończy.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *