Blockdit Logo (Mobile)
The Thinker Man
•
14 ก.พ. 2020 เวลา 17:14 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
Asteroid mining : เหมืองแร่อวกาศบนดาวเคราะห์น้อย แหล่งทรัพยากรประเมินค่าไม่ได้ในอนาคต !!!
เมื่อพูดถึงดาวเคราะห์น้อย (Asteroid) หลายคนอาจจะรู้จักมันในฐานะเทหวัตถุชนิดหนึ่งในอวกาศ และหลายคนอาจมองมันในแง่ร้ายด้วยซ้ำในฐานะที่เป็นวัตถุที่อาจพุ่งชนโลกไม่วันใดก็วันหนึ่ง แต่ทราบมั้ยครับว่าปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์และผู้ประกอบการจำนวนมากกำลังเปลี่ยนมุมมองที่มีต่อดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้ เพราะอะไรเรอะ? นั่นเพราะว่ามันมีศักยภาพที่จะเป็นแหล่งทรัพยากรแร่ธาตุแห่งใหม่นั่นเอง ก่อนที่จะไปทำความรู้จักว่าแร่ที่ว่ามีอะไรบ้าง เรามาทำความรู้จักกับชนิดของดาวเคราะห์น้อยก่อนว่ามีอะไรบ้าง
ปัจจุบันนักวิทย์แบ่งดาวเคราะห์น้อยตามสเปกตรัมแสงสะท้อนจากดาวเคราะห์น้อย ที่จะช่วยระบุปริมาณธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลักได้ ทำให้แบ่งมันออกได้เป็น 3 ประเภท ตามสัดส่วนแร่ที่เป็นองค์ประกอบและสีผิวคือ
ประเภทที่ 1: Carbonaceous asteroids (C-types) ซึ่งมีปริมาณมากถึง 75 % ของำนวนดาวเคราะห์น้อยทั้งหมด พวกนี้ส่วนมากพบได้ในแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารกับพฤหัส พวกมันมีองค์ประกอบหลักเป็นธาตุเบาอย่างคาร์บอนและน้ำ ทำให้มีผิวที่เปราะบาง จึงสะท้อนแสงได้ค่อนข้างน้อย
ประเภทที่ 2: Metallic asteroids (M-types) พวกนี้เป็นดาวเคราะห์น้อยชนิดพิเศษที่มีอยู่ค่อนข้างน้อย โดยทั่วๆไปมันมีองค์ประกอบหลักเป็นธาตุนิลเกิลราวๆ 20% และแร่เหล็กประมาณ 80% และแร่หายากอื่นๆอีกปริมาณหนึ่ง ด้วยความที่เป็นโลหะ ดาวเคราะห์น้อยพวกนี้จึงสะท้อนแสงได้มาก
1
ประเภทที่ 3: Siliceous asteroids (S-types) กลุ่มนี้เป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีสารประกอบแร่ซิลิเกตของโลหะมีค่าหลายชนิด มีสัดส่วนอยู่ที่ประมาณ 17% ของดาวเคราะห์น้อย พวกนี้สะท้อนแสงได้ดีรองลงมาจากประเภท M-types
แล้วอะไรคือทรัพยากรสำคัญที่อยู่ในดาวเคราะห์เหล่านี้?
สำหรับการสำรวจอวกาศด้วยคนแล้ว น้ำเป็นสิ่งที่มีค่ามากกว่าทองคำเสียอีก เพราะนอกจากน้ำจะจำเป็นต่อการใช้ชีวิตของคนในอวกาศแล้ว มันยังสามารถแยกเป็นไฮโดรเจน (H) และ ออกซิเจน (O) สำหรับผลิตพลังงานด้วยเซลล์เชื้อเพลิงประสิทธิภาพสูง แต่ปัญหาคือในปัจจุบันยังคงต้องขนน้ำบางส่วนจากผิวโลกไปใช้ในสถานีอวกาศอยู่ แม้จะมีการรีไซเคิลใช้ซ้ำแล้วก็ตาม การตามหาแหล่งน้ำในอวกาศจึงช่วยประหยัดต้นทุนโครงการอวกาศได้อย่างมหาศาล ดาวเคราะห์น้อยจึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจอย่างยิ่ง โดยเฉพาะประเภท C-types ที่มีน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบหลัก สามารถใช้เป็นแหล่งน้ำสำรองในอวกาศได้อย่างดี ด้วยปริมาณที่มากมายจนไม่ต้องใช้น้ำจากผิวโลกอีกเลย
ทรัพยากรที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งที่มองข้ามไม่ได้เลยคือแร่ธาตุหายากหลายชนิด โดยเฉพาะในดาวเคราะห์น้อยประเภท S และ M-types ที่มีโลหะเป็นองค์ประกอบ นอกจากแร่นิลเกิลและเหล็กที่เป็นองค์ประกอบหลักแล้ว จากการสำรวจยังพบว่ายังมีแร่หายากซึ่งพบในความเข้มข้นที่สูงกว่าโลกมาก เช่น ทองคำ แพลทินัม แพลลาเดียม โรเดียม อิริเดียม ออสเมียม และรูทีเนียม ซึ่งธาตุเรานี้ล้วนแล้วแต่จำเป็นอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และเทคโนโลยีขั้นสูงในปัจจุบัน การที่สามารถขุดแต่งแร่ได้ในอวกาศยังช่วยประหยัดต้นทุนการก่อสร้างยานสำรวจอวกาศรุ่นใหม่ๆได้อย่างรวดเร็ว ประหยัดต้นทุนจากการขนส่งชิ้นส่วนจากโลก แถมได้ประโยชน์ในเรื่องเศรษฐกิจด้วย
1
ทรัพยากรสำคัญในดาวเคราะห์น้อยที่จำเป็นต่อการสำรวจอวกาศ ได้แก่ น้ำและแร่ธาตุหายากหลายชนิด Cr. https://www.planetaryresources.com
ต้องไม่ลืมว่าดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้มีอยู่นับล้าน ๆ ดวง นั้นมากพอจะใช้เป็นแหล่งสำรองทรัพยากรได้อย่างมากมาย มีการคำนวณกันว่าดาวเคราะห์น้อยประเภท M-types บางดวงที่ทราบชื่อและสำรวจแล้ว มีปริมาณโลหะหายากที่มีมูลค่ามากถึงหลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐ มากกว่าปริมาณ GDP สะสมของบางประเทศซะอีก แน่นอนว่าดาวเคราะห์น้อยที่ว่านี้ไม่ได้มีแค่ดวงเดียวซะด้วย เมื่อขุดแร่จากดวงหนึ่งเสร็จสามารถย้ายไปได้เรื่อยๆ ตราบที่เทคโนโลยีในการขุดเจาะเอื้ออำนวย แต่เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้มีมวลต่ำจนยานขุดสำรวจปกติไม่สามารถลงจอดได้ ซึ่งเป็นปัญหาเทคนิคทางวิศวกรรม ที่ปัจจุบันหน่วยงานรัฐบาลและบริษัทเอกชนต่างได้ออกแบบโครงการของตนเองในแบบต่างๆ จากความตื่นตัวเรื่องขุมทรัพยากรเหล่านี้นี้เอง
1
มีการประเมินมูลค่าทางเศรษฐกิจว่าดาวเคราะห์น้อยบางดวงมีทรัพยากรแร่หายากที่มูลค่าสูงหลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐตามมูลค่าปัจจุบัน Cr. https://www.millersamuel.com/knight-franks-asteroid-index/
หากจะเริ่มทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยต้องทำอะไรบ้าง ?
เนื่องจากปริมารทรัพยากรปริมาณมหาศาลบนดาวเคราะห์น้อย จึงเร่งให้เกิดการพัฒนาโครงการสำรวจดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้อย่างดุเดือดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก่อนที่โครงการจะเป็นรูปเป็นร่างมันมันมีขั้นตอนดังต่อไปนี้
ระยะที่ 1: ค้นหาดาวเคราะห์น้อยเป้าหมาย ขั้นตอนแรกคือการสำรวจดาวเคราะห์น้อยเป้าหมายเพื่อประเมินศักยภาพในการดำเนินงานด้วยเทคนิคทางสเปกโตรมิเตอร์ระบุองค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยเป้าหมายที่มีศักยภาพ โดยปกติจะใช้กล้องโทรทรรศน์ทางดาราศาสตร์ประเมินในขั้นต้น
ปริมาณดาวเคราะห์น้อยที่สำรวจแล้วส่วนมากมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า 1 km ไปจนถึงหลายร้อยกิโลเมตร และถูกค้นพบอย่างต่อเนื่อง Cr. https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid
ระยะที่ 2: ยืนยันเป้าหมายและออกเดินทาง เมื่อกำหนดเป้าหมายได้แล้ว ขั้นตอนสำคัญต่อมาคือการเดินทางสำรวจเพื่อยืนยันข้อมูล โดยใช้ยานสำรวจขนาดเล็กเก็บตัวอย่างบนผิวดาวเคราะห์ด้วยแล้ววิเคราะห์องค์ประกอบด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า "Laser-Induced Breakdown Spectroscopy system (LIBS)" ด้วยการยิงลำแสง laser แล้ววิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีจากไอระเหยก่อนส่งข้อมูลกลับมาวิเคราะห์ประเมินศักยภาพที่โลก
ขั้นตอนการสำรวจดาวเคราะห์น้อยเป้าหมายจะใช้อุปกรณืที่เรียกว่า LIBS วิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีก่อนส่งข้อมูลมาวิเคราะห์ที่โลก
ระยะที่ 3: เริ่มต้นขุดเจาะทรัพยากร แน่นอนว่าหลังจากคัดเลือกและประเมินศักยภาพในการดำเนินงานแล้ว ขั้นตอนต่อมาคือการส่งคนทำเหมืองและอุปกรณ์ขุดเจาะมาทำงาน ทั้งนี้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ต่ำมาก อุปกรณ์ขุดเจาะต้องถูกออกแบบมาพิเศษเพื่อคำนึงถึงเรื่องนี้ด้วย นอกจากนี้แล้วหากเป็นการขุดเจาะดาวเคราะห์น้อยประเภท C-types เพื่อหาแหล่งน้ำก็อาจจะใช้หุ่นดรอยด์ลงไปบนพื้นผิวเพื่อละลายแล้วเก็บไอน้ำมาแปรรูปซึ่งสะดวกกว่ามากในทางปฏิบัติ แต่สำหรับดาวเคราะห์น้อยประเภท S และ M-types นั้นการขุดเจาะจะใช้เทคโนโลยีและขั้นตอนที่ยากกว่ามากทำให้ต้นทุนการขุดเจาะสูงกว่า แต่ก็ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้เลย เพราะมูลค่าแร่บนดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้มากพอจะดึงดูดให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นในอนาคตอันใกล้
ตัวอย่าง Concept art ของระบบขุดเจาะทรัพยากรบนดาวเคราะห์น้อยหลากหลายระบบ ซึ่งไม่แน่ว่าเราอาจจะได้เห็นมันในอนาคตอันใกล้นี้
ขั้นตอนที่ 4: ขายอย่างไร? แน่นอนว่าหลักจากขุดแต่งแร่และทรัพยากรอื่นๆที่ได้จากการขุดเจาะแล้วสำคัญคือขายอย่างไร แน่นอนว่าพวกแร่โลหะหายากที่จำเป็นต่อการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงในปัจจุบัน อาจจะถูกขนส่งจากอวกาศมาขายบนโลกเพื่อเติมเต็มห่วงโซ่อุปทานการค้าขนาดใหญ่ป้อนตลาดโลก ส่วนโลหะพื้นฐานอย่างเหล็กและนิลเกิลที่มีค่อนข้างมากบนโลกจะทำอย่างไร แน่นอนว่าคำตอบคือขายพวกมันบนอวกาศนั่นหล่ะ!! ในอนาคตอันใกล้เมื่อเทคโนโลยีการขนส่งด้วยจรวดอวกาศถูกลงมากพอที่จะทำให้การเดินทางท่องเที่ยวในอวกาศเป็นเรื่องปกติแล้ว แทนที่จะสร้างยานอวกาศบนพื้นโลก ทำไมไม่ประกอบมันในอวกาศโดยใช้โลหะจากการขุดเจาะดาวเคราะห์น้อยหล่ะ นอกจากจะประหยักต้นทุนแล้ว ในระยะยาวอาจทำให้ราคาต้นทุนต่อหน่วยลดลงมากพอที่จะดึงดูดผู้ประกอบการ บริษัทเอกชน เข้าไปร่วมสำรวจและขุดเจาะแร่มากยิ่งขึ้น อุตสาหกรรมนี้ก็จะยิ่งเติบโตอย่างต่อเนื่อง
เช่นเดียวกับกรณีของแร่โลหะ น้ำก็อาจจะมีค่ามหาศาลเมื่ออยู่ในอวกาศ ในยุคที่การเดินทางในอวกาศเป็นเรื่องปกติ การขนส่งน้ำเพื่อมาเติมยานอวกาศคงเป็นอะไรที่ไม่ดีแน่ๆ น้ำที่สกัดจากดาวเคราะห์น้อยต่างหากคือคำตอบ โดยการขุดเจาะจากดาวเคราะห์น้อยประเภท c-type (มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก) แต่อย่างไรก็ตามเราก็ยังต้องรอก่อนนะครับ เพราะการเดินทางในอวกาศยังมีต้นทุนที่แพงอยู่ในทุกวันนี้ แต่ไม่แน่อนาคตอาจมาเร็วกว่าที่คิด
ทรัพยากรธรรมชาติปริมาณมหาศาลซุกซ่อนรอให้มนุษย์นำมาใช้งานอย่างไม่รู้จบบนดาวเคราะห์น้อยที่ล่องลอยอยู่ในอวกาศอันไกลโพ้น
ปัจจุบันมีบริษัทสำรวจอวกาศไหนบ้างที่วางแผนสำรวจและขุดเจาะทรัพยากรบนดาวเคราะห์น้อย ?
ด้วยมูลค่าทางเศรษฐกิจปริมาณมหาศาลที่โลกจะได้รับเมื่อโครงการสำรวจดาวเคราะห์น้อยสำเร็จ ด้วยความเชื่อที่ว่าทรัพยากรนอกโลกเหล่านี้จะช่วยเพิ่มมูลค่า GDP ให้กับเศรษฐกิจโลกเป็นพันถึงหมื่นล้านดอลล่าห์สหรัฐต่อปีกันเลยทีเดียว และแน่นอนมันจทำให้ราคาสินค้าเทคโนโลยีต่างๆ ถูกลงไปมาก
มูลค่ามหาศาลที่ล่อตาล่อใจขนาดนี้ย่อมสร้างความสนใจให้กับบริษัทเอกชนหลายแห่ง รวมทั้งหนาวยงานรัฐหลายแห่งเริ่มวางแผนสำรวจและวางต้นแบบโครงการไว้แล้ว และนี้คือตัวอย่างบริษัทที่มีแผนการสำรวจอันน่าสนใจ
จุดมุ่งหมายของบริษัท Planetary Resources คือการสร้างโครงข่ายห่วงโซ่อุปทานขนาดใหญ่เพื่อสำรวจและขุดเจาะทรัพยากรจากดาวเคราะห์น้อย Cr. https://www.planetaryresources.com/company/timeline/
[1] บริษัท Planetary Resources ที่ได้รับเงินทุนสนับสนุนจากผู้กำกับชื่อดังอย่าง James Cameron และผู้บริหาร Google อย่าง Larry Page และ Eric Schmidt เพื่อสำรวจและพัฒนาที่จำเป็นต่อการทำเหมืองอวกาศในอนาคต แต่เนื่องจากข้อผิดพลาดในการส่งดาวเทียมสำรวจ Arkyd-3R ขึ้นไปยังอวกาศเพื่อสำรวจแหล่งแร่ในปี 2018 ทำให้ปัจจุบันบริษัทต้องลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนาลงมาเพียง 1 ใน 100 จากค่าใช้จ่ายมหาศาลเพื่อเปลี่ยนแผนการดำเนินงานใหม่ที่คุ้มทุน แต่ก็ยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจดถึงปัจจุบัน
[2] บริษัท Deep Space Industries(DSI) บริษัทน้องใหม่ล่าสุดที่เพิ่งก่อตั้งในช่วงต้นปี 2019 ที่ผ่านมากับวิสัยทัศน์ในการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อสำรวจดาวเคราะห์น้อยในอนาคต โดยขณะนี้พวกเขากำลังพัฒนาดาวเทียมเพื่อขนส่งไปสำรวจดาวเคราะห์น้อยด้วยกระสวย “ดรากอนฟลายส์” ของ SpaceX และวางแผนการตลาดที่แหวกแนวด้วยการเก็บตัวอย่างมาเพื่อขายให้กับนักวิจัยและนักสะสมก่อนเพื่อระดมทุนสำรวจอวกาศในระยะต่อไป
ปัจจุบัน บริษัท Deep Space Industries ที่เพิ่งก่อตั้งกำลังเริ่มวางแผนพัฒนาดาวเทียมสำรวจทรัพยากรบนดาวเคราะห์น้อยเพื่อพัฒนาแผนงานของตน
[3] บริษัท Moon Express ด้วยแนวคิดในการสำรวจที่แตกต่างจากบริษัทอื่นมูน เอ็กซ์เพรส เลือกที่จะพัฒนาจรวดขนส่งระยะสั้นพร้อมยานสำรวจบนดวงจันทร์เพื่อสำรวจและเก็บเกี่ยวทรัยากรที่จำเป็นต่อการทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยก่อน แทนที่จะมุ่งสู่อวกาศเลย โดยพวกเขาคาดว่าจะเริ่มส่งยานสำรวจไปเก็บตัวอย่างแร่บนดวงจันทร์ด้วยจรวดในซีรีย์ MX-9 ภายในปี 2020 ก่อน ดูเหมือนบริษัทนี้จะเปิดเผยข้อมูลทางเทคนิคและความเป็นไปได้ทางเทคนิคที่มากกว่าทั้ง Planetary Resources และ DSI อย่างมาก
จรวดชีรีย์ MX-9 ของบริษัท Moon Express คาดว่าจะเริ่มเก็บตัวอย่างและสำรวจในปี ค.ศ. 2020 Cr. https://en.wikipedia.org/wiki/Moon_Express
อุปสรรคและความคาดหวังต่อโครงการเหมืองแร่ดาวเคราะห์น้อยในอนาคต?
1
แม้การสำรวจเพื่อทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยจะมีมูลค่ามหาศาล แต่คำถามสำคัญคือมันคุ้มค่าหรือไม่ เพราะในแง่ประสิทธิภาพเชิงราคาแล้วในปัจจุบันราคาโลหะมีค่าจากการทำเหมืองดาวเคราะห์น้อยมีต้นทุนที่สูงกว่าการขุดเจาะในโลกเสียอีก นั้นก็เพราะว่าเทคโนโลยีการขนส่งด้วยจรวดและการเดินทางไปอวกาศยังมีต้นทุนมหาศาลอยู่นั่นเอง แม้ปริมาณทรัพยากรจะมีมหาศาลแต่ด้วย "ความไม่พร้อมของเทคโนโลยีในปัจจุบัน" บวกกับความไม่คุ้มทุนทางเศรษฐกิจแล้ว เราคงจะไม่ได้เห็นโครงการสำรวจเกิดขึ้นเร็วๆนี้แน่นอน
1
เหมือนกับที่ CEO ของ Planetary Resources อย่าง Eric Anderson กล่าวไว้ว่า "นี่คืออุตสาหกรรมที่มองไปข้างหน้าไกลกว่า 100 ปี มันจึงไม่ใช่แผนธุรกิจเพื่อวันนี้ (หรือคนรุ่นปัจจุบัน) " อย่างไรก็ตามความสำเร็จของโครงการนี้อาจช่วยเติมเต็มความฝันของมนุษย์เพื่อสำรวจและตั้งอาณานิคมในอวกาศ เหมือนดังเช่นที่โลกเคยอยู่ในยุคสำรวจดินแดนทางตะวันตกครั้งใหญ่ของอเมริกา ที่ทุกคนมีสิทธิ์ครอบครองทรัพยากรและความมั่งคั่งมหาศาลที่ซุกซ่อนไว้
ติดตามผ่านช่องทางอื่น ๆ ได้ที่
โฆษณา