Místo vynášení všech materiálů z povrchu naší planety hodlá kalifornská firma využívat suroviny, které se už vznášejí ve vesmíru. Klíčem má být nafukovací vak z vysoce odolných polymerů.
Firma TransAstra z Los Angeles pracuje na technologii, která má umožnit zachycování asteroidů o hmotnosti přibližně sto tun, zhruba velikosti rodinného domu. Nejde přitom o efektní show, ale o budování kosmického materiálového průmyslu.
Odborníci poukazují na to, že mnoho menších asteroidů je bohatých na vodu zmrzlou v podobě ledu nebo na kovy, které na Zemi stojí celé jmění. Tajemný klient, dosud nezveřejněná instituce, již podle amerického technologického serveru financoval studii proveditelnosti mise s pracovním názvem New Moon. Taková studie představuje podrobnou analýzu technického, finančního a logistického smyslu projektu.
Šéf TransAstra Joel Sercel vidí v zachycených asteroidech základ budoucího orbitálního průmyslu. Roboty tam mají učit se zpracovávat rudy, z nichž vzniknou komponenty družic a palivo pro mise mezi planetami. V delší perspektivě by se mohlo ukázat, že využívání zdrojů dostupných mimo atmosféru je levnější než vynášení každého kilogramu materiálu z povrchu Země.
Jak má fungovat obří vak na asteroid velikosti domu
Klíčovým prvkem systému je obrovský nafukovací vak z velmi odolných polymerů, jako je Kapton, který se už používá v mnoha kosmických misích. Koncepce je poměrně jednoduchá na popis, byť extrémně náročná na provedení.
Pracovní loď doletí k malému asteroidu, rozvine kolem něj elastický obal a postupně ho obalí. Když se skála ocitne uvnitř, celý balík lze bezpečněji odtáhnout na místo vhodnější pro práci těžebních robotů. Plán počítá s obklopením asteroidu balonové struktury, stabilizací jeho pohybu a odtažením do blízkosti stabilního gravitačního bodu, kde vznikne jakási orbitální zpracovatelská továrna.
Materiál musí vydržet kontakt s nepravidelnou, ostrou skálou, nárazy mikrometeoritů a prudké teplotní změny. Inženýři spoléhají na materiály známé už z kosmických misí, ale měřítko konstrukce bude něčím naprosto novým. Projekt vyžaduje mnoho pozemních testů a orbitálních demonstrací na menších zkušebních objektech.
Proč zrovna Lagrangeovy body jako cíl pro těžbu
TransAstra zvažuje tažení zachycených asteroidů do okolí Lagrangeova bodu L2. Jedná se o specifickou oblast nacházející se zhruba jeden a půl milionu kilometrů od Země, na opačné straně než Slunce. Na tomto místě se gravitační síly naší planety a Slunce částečně vyrovnávají, což umožňuje udržet objekty při relativně malé spotřebě paliva.
Tyto body již dlouho přitahují pozornost inženýrů. V podobné oblasti už pracují pokročilé kosmické observatoře, protože stabilní poloha usnadňuje jak práci přístrojů, tak komunikaci. Pro těžební průmysl ve vesmíru je to ideální lokace: daleko od atmosféry, a současně dost blízko, aby se udržel kontakt se Zemí a pravidelně se odesílala data.
V teorii to umožňuje navrhnout výrobní řetězec, který téměř nevyužívá zdroje startující ze Země. Vědci z NASA a dalších agentur již delší dobu zkoumají možnosti využití Lagrangeových bodů pro dlouhodobé mise, což potvrzuje technickou proveditelnost tohoto přístupu.
Z asteroidů jako z čerpacích stanic a skladů materiálu
Nejdůležitějším důvodem, proč se startup vůbec zajímá o balvany kroužící Sluneční soustavou, jsou suroviny. Firma upozorňuje na dvě skupiny obzvlášť atraktivních objektů:
- asteroidy typu C – tmavé, obsahující hodně vodního ledu a uhlíkatých sloučenin
- asteroidy typu M – silně kovové, plné železa, niklu a vzácných kovů
- ze zmrzlé vody lze získat vodík a kyslík, tedy složky raketového paliva
- vodík a kyslík slouží také jako vzduch k dýchání v budoucích posádkových základnách
- kovy představují materiál na výrobu nosných konstrukcí, panelů a štítů proti záření
- z kovů se vyrábějí i komponenty motorů pro meziplanetární lodě
- vodní led funguje jako zdroj pitné vody pro dlouhodobé mise
- uhlíkaté sloučeniny mohou sloužit jako základ pro organickou chemii ve vesmíru
Kovy zase představují materiál na výrobu nosných konstrukcí, panelů, ochran před zářením nebo součástí motorů. V teorii to umožňuje navrhnout výrobní řetězec, který téměř nevyužívá zdroje startující ze Země. Roboty mají na orbitální továrně učit se zpracovávat rudy, z nichž vzniknou komponenty družic a palivo pro mise mezi planetami.
Stovky cílů k zachycení v průběhu desetiletí
Podle odhadů firmy se v dosahu možných misí nachází přibližně dvě stě padesát malých asteroidů, které by bylo možné zachytit během příštích několika let. Mluví se o objektech o průměru do dvaceti metrů – příliš malých, aby představovaly vážnou hrozbu pro planetu, ale dostatečně bohatých na to, aby se jejich těžba vyplatila.
Klíčovým prvkem plánu je flotila k opakovanému použití. Místo budování nové lodi pro každýlet chce TransAstra, aby se robotické vlečné čluny vracely do blízkosti Země, dotankovaly – nejlépe palivem z předchozích zachycených asteroidů – a letěly pro další cíl. V takovém scénáři by měl být každý další kurs levnější a výnosnější.
První kroky se dějí právě teď, ve formě výzkumů, simulací a prototypů. Firma se soustředí na menší objekty, jednodušší mechaniku záchytu a postupné budování infrastruktury na oběžné dráhe. Postupný přístup snižuje riziko a umožňuje ověřit technologii na menším měřítku, než se investují miliardy do velkých projektů.
Bezpečnost a ekonomická otázka orbitálního skladu
Myšlenka uskladnění několikadesítimetrové skály v relativně blízkém okolí Země vzbuzuje oprávněné otázky o bezpečnosti. Už jen malá chyba při manévrech by mohla změnit oběžnou dráhu objektu způsobem nepříznivým pro naši planetu. Tým TransAstra argumentuje, že bude zachycovat pouze malé asteroidy, nad nimiž je mnohem snazší udržet kontrolu než nad kilometrovými kolosy.
Riziko se týká i samotné konstrukce vaku. Musí vydržet kontakt s nepravidelnou, ostrou skálou, průstřely mikrometeoritů a prudké změny teploty. Ekonomika takového podniku je samostatný příběh. Dnes náklady na vynesení kilogramu nákladu na oběžnou dráhu prudce klesají díky raketám k opakovanému použití, ale stále se počítají v tisících dolarů.
Stoupenci kosmické těžby tvrdí, že v delší perspektivě bude levnější využívat suroviny dostupné mimo atmosféru. Skeptici upozorňují na náklady na výstavbu flotily robotů, riziko poruch a obrovské výdaje na výzkum a vývoj. Zatím mnoho závisí na tom, zda New Moon potvrdí reálnost celé koncepce a přiláká další investory – jak soukromé, tak institucionální, například vládní agentury hledající nové způsoby zásobování misí s velkým dosahem.
Od science fiction k reálnému orbitálnímu průmyslu
Myšlenka chytání asteroidů není nová. Dříve se podobné plány objevovaly v dokumentech NASA a dalších firem, ale žádný z nich nevyšel za fázi koncepce nebo raných studií. TransAstra se liší přístupem: soustředí se na menší objekty, jednodušší mechaniku záchytu a postupné budování infrastruktury na oběžné dráze.
Pokud se alespoň část vize zrealizuje, náš přístup k výstavbě družic a velkých konstrukcí se může diametrálně změnit. Místo skládání velkých teleskopů na Zemi a montáže na oběžné dráze z drahých modulů by inženýři mohli využívat komponenty vyráběné přímo z asteroidových rud. Takový přístup otevírá také cestu k levnějším misím na Mars nebo do pásu asteroidů, protože palivo a stavební materiály budou pocházet z trasy, ne z povrchu Země.
V širším kontextu se kosmická těžba stává také politickým a právním tématem. Bude třeba odpovědět na otázky, kdo má právo na těžbu konkrétního asteroidu, jak dělit zisky a jak předcházet možným konfliktům. Stojí tedy za to sledovat, zda se kolem projektů jako New Moon nezačne rozvíjet celý ekosystém firem – od výrobců robotů přes dodavatele softwaru až po operátory orbitálních rafinerií a čerpacích stanic pro kosmické lodě.
