소행성 채굴

Asteroid mining
예술가의 소행성 채굴 개념
433 에로스는 지구 근처 궤도에 있는 돌로 된 소행성이다.

소행성 채굴은 소행성과 지구 가까이 있는 물체를 포함한 다른 작은 행성의 물질을 가상으로 착취하는 것이다.[1]

주목할 만한 소행성 채굴 도전은 우주 비행 비용이 높고, 채굴에 적합한 소행성의 신뢰성 없는 식별, 우주 환경에서 사용 가능한 물질을 추출하는 도전 등이다.

소행성 샘플 반환 연구 임무(완료된 임무 하야부사와 하야부사2 및 진행 중인 OSIRIS-REX 참조)는 현재 기술을 이용해 우주에서 광석을 채취하는 과제를 예시하고 있다.2021년 현재 1g 미만의 소행성 물질이 우주에서 지구로 성공적으로 귀환했다.[2]현재 임무는 이 양을 약 60그램으로 늘릴 것을 약속하고 있다.소행성 연구 임무는 복잡한 노력이며 이들 프로젝트의 규모와 비용에 비례하여 소량의 물질(1mg 이하 하야부사, 100mg 이하 하야부사2, 60g 계획 OSIRIS-REX)을 반환한다(3억 하야부사, 8억 달러 하야부사2, 11억6000만 달러).[3]

2010년대에 관심이 폭발한 후, 소행성 채굴 야망은 더 먼 장기적 목표로 바뀌었고 일부 '아스테로이드 채굴' 회사들은 더 많은 범용 추진 기술로 선회했다.[4]

우주에 있는 광물

지구에서의 자원 고갈이 현실화될수록 소행성에서 귀중한 원소를 추출해 수익을 위해 지구로 되돌려주거나, 우주 기반 자원을 이용해 태양열 발전 위성과 우주 서식지를 건설한다는 발상이 더욱 매력적으로 다가온다.[5][6]가정적으로 얼음으로 처리된 물은 궤도를 도는 추진제 저장소에 연료를 주입할 수 있다.[7][8][9]

소행성과 지구는 같은 출발 물질에서 나왔지만, 지구의 비교적 강한 중력은 40억년 이상 전에 녹은 젊었을 때 모든 무거운 시더필러 원소를 중심부로 끌어당겼다.[10][11][12]이로 인해 소행성 충돌로 인해 고갈된 지각에 금, 코발트, 철, 망간, 몰리브덴, 니켈, 오스뮴, 팔라듐, 백금, 레늄, 로듐, 루테늄, 텅스텐과 같은 금속이 재유입되기 전까지 그러한 귀중한 요소들이 고갈되었다(예: 유명한 부시벨드 이그네우스 콤플렉스에서 표면으로 일부 흐름이 발생함).백금 그룹 금속의 풍부한 [citation needed]공급원오늘날, 이러한 금속들은 지구의 지각에서 채굴되어 경제적, 기술적 진보에 필수적이다.따라서, 지구의 지질 역사는 소행성 채굴의 미래를 위한 발판을 마련할 수 있을 것이다.

2006년, 케크 천문대는 2진 목성 트로이 목성 트로이 목성 트로이 617 Patroclus,[13] 그리고 아마도 많은 수의 다른 목성 트로이 목성 트로이 목성 트로이 목성 트로이 목성은 멸종된 혜성일 가능성이 높고 대부분 얼음으로 이루어져 있다고 발표했다.마찬가지로 목성-가족 혜성, 그리고 어쩌면 멸종된 혜성인 지구에 가까운 소행성들 또한 물을 제공할 수 있다.추진체, 열 관리, 탱커지, 방사선 차폐 및 기타 우주 기반 구조의 고질량 구성요소에 대해 우주에 고유하게 사용되는 현장 자원 활용 프로세스는 비용을 획기적으로 절감하는 결과를 초래할 수 있다.[14]비록 이러한 비용 절감이 달성될 수 있는지 그리고 만약 달성된다면 필요한 막대한 인프라 투자를 상쇄할 수 있을지 여부는 알려지지 않았다.

얼음은 "태양계로의 인간 확장"을 가능하게 하기 위해 필요한 두 가지 조건 중 하나를 충족시킬 것이다. (2009년 미국 인간 우주 비행 계획 위원회의 "Augustine Commission" Review of United Human Space Flight Plan Committee of Committee of Committee of United States)[15] 물리적 지속 가능성과 경제적 지속가능성이다.

우주 생물학적 관점에서, 소행성 투영은 외계 지능을 찾기 위한 과학적인 데이터를 제공할 수 있다.일부 천체물리학자들은 만약 외계 문명이 오래 전에 소행성 채굴을 고용했다면, 이러한 활동들의 특징들은 발견될 수 있을 것이라고 제안했다.[16][17][18]

소행성 선택

표준 Hohmann 전송을 위한 델타-v 요구사항 비교
미션 Δv
지표면과 LEO 연결 8.0km/s
지구 가까이 있는 소행성으로 가는 LEO 5.5km/s[note 1]
달 표면까지 LEO 6.3km/s
LEO to moons of Mars 8.0km/s

목표 선정에서 고려해야 할 중요한 요소는 궤도 경제학, 특히 목표물을 오가는 속도(Δ)와v 이동 시간의 변화다.추출된 고유 물질 중 더 많은 것을 더 높은 Δ의 추진체로 확장해야 한다.v따라서 적재물로 반환되는 궤적이 줄어든다.직접 호만 궤도는 행성 및/또는 달 플라이비스의 지원을 받는 호만 궤적보다 더 빠르며, 이는 행성간 운송 네트워크의 궤적보다 더 빠르지만, 전달 시간의 감소는 Δ 증가의 비용으로 발생한다.v요구 [citation needed]사항

근지구 소행성의 쉽게 복구할 수 있는 물체(ERO) 하위 등급은 조기 채굴 활동의 유력한 후보로 꼽힌다.그들의 낮은 Δv가까운 지구 우주 기반 시설의 건설 자재를 추출하는 데 사용하기에 적합하도록 하여, 지구 궤도로 물자를 운반하는 데 드는 경제적 비용을 크게 절감한다.[19]

위 표는 Δ의 비교를 보여준다.v각종 임무의 요건추진 에너지 요구량 측면에서 지구 가까이 있는 소행성에 대한 임무는 대체 채굴 임무에 비해 유리하다.

초기 소행성 채굴 탐험대의 잠재적 목표물의[20] 한 예는 4660 네레우스인데, 주로 우주에 있을 것으로 예상된다.이 몸은 Δ가 매우 낮다.v달 표면에서 물질을 들어올리는 것과 비교해서하지만, 그 재료를 반환하려면 훨씬 더 긴 왕복 여행이 필요할 것이다.

여러 종류의 소행성이 확인되었지만 세 가지 주요 유형은 C형, S형, M형 소행성일 것이다.

  1. C형 소행성은 현재 채굴에 사용되지 않지만 소행성 너머의 탐사 작업에서 사용될 수 있는 풍부한 물을 가지고 있다.그 소행성의 물을 사용함으로써 미션 비용을 줄일 수 있을 것이다.C형 소행성들은 또한 많은 양의 유기 탄소, 인, 그리고 비료의 주요 성분들을 가지고 있는데, 이것은 식량을 기르는 데 사용될 수 있다.[21]
  2. S형 소행성은 물을 거의 실어 나르지 않지만 니켈, 코발트 등 수많은 금속과 금, 백금, 로듐 등 더 값진 금속이 들어 있어 더욱 매력적이다.10m의 작은 S형 소행성에는 약 65만 kg(1,433,000 lb)의 금속과 50 kg(110 lb)의 금속이 백금이나 금과 같은 희귀 금속의 형태로 들어 있다.[21]
  3. M형 소행성은 드물지만 S형보다[21] 최대 10배 많은 금속을 함유하고 있다.

2013년 한 연구팀에 의해 쉽게 검색할 수 있는 물체(ERO)의 종류가 확인되었다.12개의 소행성들이 처음에 확인된 집단을 구성했고, 이 모든 소행성들은 현재 로켓 기술로 채굴될 가능성이 있다.NEO 데이터베이스에서 검색된 9,000개의 소행성들 중에서, 이 12개의 소행성들은 모두 그들의 속도를 초당 500미터(1,800 km/h; 1,100 mph) 이하로 변화시킴으로써 지구로 접근 가능한 궤도로 가져올 수 있었다.12개의 소행성들은 크기가 2미터에서 20미터까지 다양하다.[22]

소행성 분류

주요기사 : B612재단

B612 재단은 미국에 본부를 두고 있는 민간 비영리 재단으로 소행성 충돌로부터 지구를 보호하는 데 전념하고 있다.비정부기구로서 그것은 언젠가 지구를 강타할 수 있는 소행성을 탐지하고 그러한 충돌을 피하기 위해 그들의 경로를 우회할 수 있는 기술적 수단을 찾기 위해 두 개의 관련 연구를 수행했다.

이 재단의 2013년 목표는 2013년에 2017–2018년에 발사되기를 바라면서 민간 자금으로 소행성 탐사 우주 망원경인 센티넬을 설계하고 건설하는 것이었다.한때 금성과 비슷한 궤도에 주차됐던 센티넬의 적외선 망원경은 지름이 140m(460ft) 이상인 소행성의 90%를 분류하고 소형 태양계 물체를 조사함으로써 위협적인 소행성을 식별하는 데 도움을 주기 위해 설계됐다.[23][24][25][needs update]

센티넬이 수집한 데이터는 NASA와 매사추세츠주 캠브리지의 마이너 플래닛 센터 등 학술기관이 포함된 기존 과학 데이터 공유 네트워크를 통해 제공될 예정이었다.위성의 망원경으로 볼 때, 센티넬의 데이터는 소행성 채굴과 같은 다른 가능한 미래의 임무에 귀중한 것으로 증명될 수 있다.[24][25][26]

채굴 고려사항

채굴에는 네 가지 옵션이 있다.[19]

  1. 생체공학에 의해 활성화될 수 있는 공간 내 제조(ISM).[27][28]
  2. 원 소행성 물질을 지구로 가져와 사용하라.
  3. 현장에서 가공된 자재만 가지고 오도록 처리하고, 아마도 왕복용 추진제를 제작할 수 있을 것이다.
  4. 소행성을 달이나 지구 주위의 안전한 궤도로 이동시키거나 ISS로 이동시키십시오.[9]이것은 대부분의 재료가 낭비되지 않고 사용될 수 있도록 가정할 수 있다.[6]

고부가 광물을 추출할 목적으로 현장에서 가공하면 우선 가공설비를 채굴장으로 운반해야 하지만 자재 운반에 필요한 에너지 요구량을 줄일 수 있다.현장에서는 보어홀을 시추하고 뜨거운 유체/가스를 주입하며, 유용한 물질이 용매와 반응하거나 녹고 용액을 추출할 수 있도록 한다.소행성의 약한 중력장 때문에 천공과 같은 어떤 활동도 큰 혼란을 일으키고 먼지 구름을 형성할 것이다.이것들은 어떤 돔이나 버블 장벽에 의해 제한될 수 있다.또는 어떤 먼지를 신속하게 소화할 수 있는 어떤 수단이 제공될 수도 있다.

채굴작업은 우주에서 광석의 추출과 처리를 처리하기 위한 특별한 장비가 필요하다.[19]기계는 몸에 고정해야 하지만 일단 제자리에 앉으면 중력이 부족해 광석을 더 쉽게 움직일 수 있다.[citation needed]그러나 현재 무중력 광석을 정제하는 기술은 존재하지 않는다.소행성과의 도킹은 발사체가 표면을 관통하여 닻 역할을 하는 작살과 같은 과정을 사용하여 수행될 수 있다. 그런 다음, 소행성이 작살이 효과를 낼 수 있을 만큼 충분히 투과성이고 단단하다면 부착된 케이블을 사용하여 차량을 표면으로 윈칭할 수 있을 것이다.[29]

지구에서 채굴을 위해 선택된 소행성까지의 거리 때문에, 통신의 왕복 시간은 수 분 이상일 것이다. 단, 지구 가까이 있는 소행성에 의해 가끔 지구에 가까이 접근하는 때를 제외하면 말이다.따라서 모든 채굴 장비는 고도의 자동화가 필요하거나 근처에 사람이 있어야 할 것이다.[19]인간은 또한 문제를 해결하고 장비를 유지하는데 유용할 것이다.반면 다분간의 통신 지연으로 화성의 로봇 탐사 성공을 막지 못했고, 자동화된 시스템은 제작과 배치 비용이 훨씬 덜 들 것이다.[30]

마이닝 프로젝트 실패

2012년 4월 24일, 억만장자 기업가들에 의해 자원을 위해 소행성을 채굴하는 계획이 발표되었다.그 회사는 행성 자원이라고 불렸고 그것의 설립자들은 항공우주 기업가 에릭 앤더슨과 피터 디아만디스를 포함한다.고문에는 영화감독과 탐험가 제임스 카메론이 포함됐고 투자자들은 구글의 최고경영자(CEO) 래리 페이지가 포함됐다.그 회사의 집행위원장은 에릭 슈미트였다.[14][31]이들은 2020년까지 소행성의 물을 이용해 액체 산소와 액체 수소로 쪼개 로켓 연료로 사용할 수 있는 연료 저장소를 만들 계획이었다.그곳에서 상업 위성이나 우주선에 연료를 공급하기 위해 지구 궤도로 운송될 수 있다.[14]2020년에는 이 계획이 무산되고 모든 하드웨어 자산이 경매에 부쳐졌다.[32]

행성자원이 이 소행성의 위치를 찾고 추수하기 위해 제안한 망원경 기술은 세 가지 다른 종류의 위성에 대한 계획을 세웠다.

  1. 아르키드 시리즈 100(레오 우주 망원경)은 보다 저렴한 기기로, 인근 소행성에 어떤 자원이 있는지 찾아 분석하고 확인하는 데 사용될 예정이다.[21]
  2. 이용 가능한 자원의 정밀 분석을 위해 실제로 소행성에 착륙할 수 있는 Arkyd Series 200(요격) 위성.[21]
  3. Arkyd Series 300 (Rendezvous Consultor) Satellite는 우주에서 더 깊은 곳에 있는 자원을 연구하고 찾기 위해 개발되었다.[21]

2018년 더 아르키드 우주망원경 기술에 대한 모든 계획이 포기됐고, 플래니터리 리소스 자산은 목표를 향한 공공 공간이 없는 블록체인 기업 콘센시스를 인수했다.[33]


딥 스페이스 인더스트리즈(Deep Space Industries)는 2013년 다른 우주 회사를 설립한 데이비드 검프(David Gump)에 의해 시작됐다.[34]당시 이 회사는 2015년까지 채굴에 적합한 소행성을 발굴하고 2016년까지 소행성 샘플을 지구로 돌려보내기를 희망했다.[35]딥 스페이스 인더스트리즈는 2023년까지 소행성 채굴을 시작할 계획이었다.[36]2019년 딥 스페이스 인더스트리즈는 지구궤도 시스템과 우주 비행 부품에 초점을 맞춘 기업인 브래드포드 스페이스에 인수됐다.[37]

제안된 채굴 프로젝트

ISDC-San 디에이고 2013,[38]케플러 에너지와 우주 공학(KESE, llc)에서 또한 소행성을 채굴에, 더 간단하고 더 직접적인 접근:KESE은 Rosetta/Philae, 던, 그리고 일본과 같은 성공적인 임무, 그리고 curr에서 거의 독점적으로 기존의 유도, 항법 및 기점화 기술을 활용할 계획을 통해 계속되고 있다고 발표했다.멤머는NASA 기술 이전 도구는 4모듈 자동 채굴 시스템(AMS)을 구축해 단순한 발굴 도구로 작은 소행성에 보내 40톤의 소행성 리골석을 수집하고 10년 말까지 4개의 귀환 모듈을 각각 낮은 지구 궤도(LEO)로 되돌려 보내도록 하는 것이다.작은 소행성은 헐거운 잔해더미가 될 것으로 예상돼 쉽게 추출할 수 있다.

2012년 9월 미국항공우주국(NIAC)은 수단과 방법, 시스템 등에서 소행성 채굴의 타당성을 검토하고 평가하는 로봇 소행성 탐사 프로젝트를 발표했다.[39]

TransAstra Corporation은 아피스 계열의 우주선으로 소행성을 찾아내기 위해 개발 중에 있으며, 이 우주선은 다음과 같은 세 가지 등급의 비행 시스템으로 구성되어 있다.

  1. 미니비(Mini[40] Bee)는 광 채굴이라고 알려진 집중 태양 에너지를 이용하여 이 회사가 특허를 획득한 소행성 채굴 방식을 선보이기 위해 고안된 실험 기술 시연 차량이다.
  2. 허니비는 광 채굴 기술을 활용해 평균 직경 10m까지 소행성을 추수할 수 있도록 설계된 중형 우주선이다.
  3. 퀸 비(Queen Bee)는 아피스 계열에서 가장 큰 우주선으로, 평균 직경 40m까지 소행성을 포착하고 채굴할 수 있도록 크기가 조정된 꿀벌의 진화다.

잠재적 대상

아스테란크 데이터베이스에 따르면, 최대 비용 효율을 달성하려면 (최종 업데이트 2018년 12월) 다음과 같은 소행성이 최고의 채굴 대상으로 간주된다.[41]

소행성 에스트 가치(미화 10억 달러) 에스트 수익(미화 10억 달러) 구성
류구 83 30 4.663 니켈, 철, 코발트, 물, 질소, 수소, 암모니아
1989년 ML 14 4 4.889 니켈, 철, 코발트
네레우스 5 1 4.987 니켈, 철, 코발트
베누 0.7 0.2 5.096 철, 수소, 암모니아, 질소
디디모스 62 16 5.162 니켈, 철, 코발트
2011년 UW158 7 2 5.189 플래티넘, 니켈, 철, 코발트
안테로스 5,570 1,250 5.440 규산 마그네슘, 알루미늄, 철 규산염
2001년 CC21 147 30 5.636 규산 마그네슘, 알루미늄, 철 규산염
1992년 TC 84 17 5.648 니켈, 철, 코발트
2001년 SG10 3 0.5 5.880 니켈, 철, 코발트
프시케 27.67 1.78 - 니켈, 철, 코발트, 금

더 웅장한 규모로 보면, 세레스는 가능성으로 여겨진다.세레스는 소행성대에서 가장 큰 몸체로 미래 소행성 채굴 인프라의 주요 거점이자 교통 허브가 될 수 있어 [43]광물자원이 화성, 달, 지구로 운송될 수 있게 됐다.많은 양의 얼음과 결합된 작은 탈출 속도 때문에, 그것은 또한 소행성대를 통과하고 넘어가는 배들에게 물과 연료, 그리고 산소의 원천이 될 수 있다.[43]화성이나 달에서 세레스로 가는 교통수단은 지구에서 달로 가는 교통수단보다 훨씬 더 에너지 효율적일 것이다.[44]

경제학

현재 광석의 품질과 이에 따른 장비 비용과 질량은 알 수 없고 추측만 할 수 있다.일부 경제 분석은 소행성 물질을 지구로 돌려보내는 비용이 그 시장가치를 훨씬 상회하고, 소행성 채굴은 현재의 상품가격과 우주 운송비로 민간 투자를 유치하지 않을 것이라는 것을 보여준다.[45][46]다른 연구들은 태양열을 사용함으로써 많은 이익을 얻을 수 있다고 제안한다.[47][48]추출비를 낮추면 소재 잠재시장을 파악하고 수익을 창출할 수 있다.예를 들어 우주 관광을 위한 로켓 연료 준비를 위해 지구 저궤도에 여러 톤의 물을 공급하는 것은 우주 관광 자체가 수익성이 입증될 경우 상당한 이익을 창출할 수 있다.[49]

1997년에는 지름 1.6km(1mi)의 비교적 작은 금속 소행성에 미화 20조 달러 이상의 산업용 및 귀금속이 포함된 것으로 추정되었다.[8][50]평균 지름이 1km(0.62mi)인 비교적 작은 M형 소행성은 2004년 세계 생산량의 2~3배에 달하는 20억 미터톤의 철-니켈 광석을 함유할 수 있다.[51][52]소행성 16 프시케는 1.7×10kg의19 니켈 철을 함유하고 있는 것으로 믿어지고 있으며, 이것은 수백만 년 동안 세계 생산 요건을 충족시킬 수 있다.추출된 물질의 작은 부분도 귀금속일 것이다.

소행성에서 채굴된 모든 물질들이 비용 효율적이지는 않을 것이며, 특히 물질의 경제적 양이 지구로 돌아올 가능성이 있기 때문이다.지구로의 잠재적 복귀를 위해, 백금은 지상 지질 형성에서 매우 드물게 여겨지고, 따라서 지상 사용을 위해 약간의 양을 가져올 가치가 있다.반면에 니켈은 상당히 풍부하고 많은 지상에서 채굴되고 있기 때문에 높은 소행성 채굴 비용이 그것을 경제적으로 실현시키지 못할 수도 있다.[53]

행성자원은 2012년에 길이 30미터(98피트)의 소행성의 백금값이 미화 25억 달러에서 500억 달러의 가치가 있을 수 있다고 밝혔으나,[54] 한 경제학자는 귀금속 외부 공급원이 그러한 금속의 공급량을 급격히 증가시킴으로써 그 사업을 망칠 수 있을 정도로 가격을 낮출 수 있다고 말했다.[55]

소행성 궤도를 바꾸는 기반 시설의 개발은 많은 투자 수익을 제공할 수 있다.[56]

희소성

주요 기사: 천연자원 § 분류
참고 항목:정상국가 경제 § 일부 지상 한도를 우주로 밀어넣는 것

희소성은 제한된 자원의 세계에서 인간이 겉으로 보기에 무한한 욕구를 가지고 있는 근본적인 경제 문제다.지구의 자원은 한정되어 있기 때문에, 소행성 광석의 상대적 풍부함은 소행성 채굴을 통해 거의 무제한에 가까운 자원을 제공할 수 있는 잠재력을 부여하는데, 이것은 근본적으로 그러한 물질들의 희소성을 없앨 것이다.

자원을 고갈시킨다는 생각은 새로운 것이 아니다.1798년 토마스 맬서스는 자원이 궁극적으로 제한적이기 때문에 빈곤과 기아로 인해 인구가 위축될 때까지 인구의 기하급수적인 성장은 1인당 소득을 감소시킬 것이라고 썼다.[57]맬서스는 224년 전에 이것을 주장했고, 아직 맬서스 효과에 대한 어떤 징후도 나타나지 않았다.

  • 입증된 매장량은 현재 또는 유사한 수요, 가격 및 기타 경제적 기술적 조건 하에서 경제적으로 추출할 수 있다고 알려진 광물 자원의 매장량이다.[57]
  • 조건부 적립금은 아직 경제성이 없는 발견된 예금이다.[57]
  • 표시된 매장량은 조사와 지질학적 예측에서 데이터가 도출된 덜 집중적으로 측정된 매장량이다.가상의 매장량과 투기자원이 이 매장량을 구성하고 있다.[57]
  • 추론된 적립금은 위치했지만 아직 착취되지 않은 예금이다.[57]

소행성 채굴 기술과 기술의 지속적인 발전은 광물 발견을 증가시키는데 도움이 될 것이다.[58]지구상의 광물 자원, 특히 백금 그룹 금속을 추출하는 비용이 상승하면서 우주 탐사를 둘러싼 기술 혁신으로 천체로부터 같은 자원을 추출하는 비용이 감소한다.[57]"대체 효과" 즉, 백금이 현재 수행하고 있는 기능에 다른 재료를 사용하는 것은 백금 비용이 증가함에 따라 강도가 증가할 것이다.새로운 공급품들은 또한 보석과 현재 존재하는 "우리는 금을 산다" 사업과 같은 떠돌이 "우리는 백금을 산다" 사업의 재활용된 전자 장비들의 형태로 시장에 출시될 것이다.

2016년 9월 현재 100조 달러를 초과하는 것으로 알려진 소행성은 711개다.[59]

재무적 타당성

우주 벤처는 리드 타임이 길고 자본 투자가 많은 위험성이 높으며, 그것은 소행성 채굴 프로젝트에서도 다르지 않다.이러한 유형의 벤처들은 민간 투자나 정부 투자를 통해 자금을 조달할 수 있다.상업적 벤처기업의 경우, 벌어들인 수익이 총 비용(추출 비용 및 마케팅 비용)보다 큰 한 수익성이 있을 수 있다.[57]소행성 채굴 사업에 관련된 비용은 1996년에 약 1,000억 달러로 추산되었다.[57]

소행성 채굴 사업에 고려되는 6가지 범주의 비용이 있다.[57]

  1. 연구개발비
  2. 탐색 및 전망 비용
  3. 건설 및 인프라 개발 비용
  4. 운영 및 엔지니어링 비용
  5. 환경비용
  6. 시간비용

재무적 타당성을 결정하는 것은 순현재가치를 통해 가장 잘 표현된다.[57]재무 실현을 위해 필요한 한 가지 요구사항은 약 [57]30%로 추정되는 높은 투자 수익률이다.계산 예제는 단순성을 위해 소행성의 유일한 귀중한 물질은 백금이라고 가정한다.2016년 8월 16일, 백금은 온스당 1157달러 또는 킬로그램당 37,000달러로 평가되었다.1,340달러의 가격으로 10%의 투자 수익을 얻으려면 115만 5천 톤의 소행성 광석마다 173,400kg(557만 5천 오트)의 백금을 추출해야 한다.투자 수익률 50%를 얻으려면 소행성 광석 1135만t당 170만3000kg(547만5000온스)의 백금을 추출해야 한다.이 분석은 시장에 백금 공급을 두 배(2014년 513만 온스)로 늘리면 백금 가격에 영향을 미치지 않을 것으로 가정한다.보다 현실적인 가정은 이만큼 공급을 늘리면 가격이 30-50%[citation needed] 하락할 것이라는 것이다.

다른 기술적 매개변수에 관한 소행성 채굴의 재정적인 타당성은 손터와[60] 하인 외 연구진에 의해 제시되었다.[61]

하인 [61]외백금을 우주에서 지구로 가져오는 경우를 구체적으로 탐구했고, 이 특정한 경우를 위해 경제적으로 실행 가능한 소행성 채굴이 다소 어려울 것이라고 추정했다.

공간 접근 물질의 가격 하락.2018년 저비용-인비트당 킬로그램당 팔콘 헤비 발사체의 운용 이용이 시작된 것은 천문학자인 마틴 엘비스가 추정하는 것으로 경제적으로 미미한 지구 근접 소행성의 범위를 수백개에서 수천개로 늘린 것이다.팰컨 헤비(Falcon Havy)가 제공하는 델타-v(delta-v)의 가용성이 초당 수 km로 높아지면서 접근 가능한 NEA를 3%에서 약 45%로 늘렸다.[62]

여러 당사자가 상품을 채굴하기 위한 장기적 벤처기업에 공동 투자한 선례는 캘리포니아를 포함한 여러 미국 주법에 존재하는 채굴 파트너십의 법적 개념에서 찾을 수 있다.채굴 파트너십에서 "채굴 파트너십의 각 구성원은 자신이 소유한 광산 지분이나 공유가 전체 제휴 자본 또는 전체 주식 수에 부담하는 비율로 그 손익을 공유한다."[63]

규정과 안전

우주법은 국가법률과 함께 특정한 국제조약들을 포함한다.국제법과 국내법의 체계와 틀은 부분적으로 유엔 우주국을 통해 나타났다.[64]우주법 당국이 국제우주법의 적극적 기구의 일부로 간주하는 규칙과 약관, 협정은 5개 국제우주조약과 5개 유엔선언이다.약 100개의 국가와 기관이 협상에 참여하였다.우주조약은 무기통제, 우주비행사 비적정, 탐사자유, 우주인 및 우주선의 피해 책임, 우주인과 우주선의 안전과 구조, 우주활동과 환경에 대한 유해한 간섭 방지, 우주활동 통보 및 등록, 분쟁 해결 등 많은 주요 사안들을 다루고 있다.우주강국으로부터의 확약을 대가로, 비공간 국가들은 우주공간을 어느 누구도 속하지 않는 공동의 영토로 취급하자는 미국과 소련의 제안을 묵인했다.

특히 소행성 채굴은 국제조약(예: 우주조약)과 국가법률(예: 미국과[65] 룩셈부르크의 특정 입법법)에 의해 다루어진다.[66]

국제 우주법에 대해 다양한 수준의 비판이 존재한다.일부 비판론자들은 우주 조약은 수용하지만, 달 협정은 거부한다.우주 조약은 달의 표면, 지표면 또는 지표면 아래 토양과 우주에 있는 다른 천체로부터 일단 제거된 우주 천연자원에 대한 사유재산권을 허용한다.[citation needed]따라서, 국제 우주법은 새롭게 부상하는 우주 채굴 활동, 민간 우주 운송, 상업 우주공항 및 상업 우주 정거장/해비타트/정착지를 관리할 수 있다.자연 위치에서 천연자원의 추출과 제거와 관련된 우주 채굴은 우주 조약에 따라 허용된다.[citation needed]일단 제거되면, 그러한 천연자원은 소유, 판매,[citation needed] 거래, 탐사 또는 과학적 목적으로 사용될 수 있다.국제 우주법은 우주 채굴, 특히 천연자원의 추출을 허용하고 있다.우주법 당국 내부에서는 일반적으로 우주 자원을 추출하는 것은 민간 기업이라도 이윤을 위해 허용될 수 있다고 이해한다.[citation needed]그러나 국제우주법은 영토와 우주 공간에 대한 재산권을 금지하고 있다.

천체물리학자인 칼 세이건과 스티븐 J. 오스트로는 지구 근처의 소행성 궤도를 바꾸는 것이 충돌 위험성을 일으킬 수 있다는 우려를 제기했다.그들은 궤도 공학이 기회와 위험 모두를 가지고 있다고 결론지었다: 궤도-조작 기술에 설치된 통제장치가 너무 빡빡하면, 미래의 우주 조성은 방해받을 수 있지만, 너무 느슨하다면, 인류 문명은 위험에 처할 것이다.[56][67][68]

우주 조약

거의 100여 개국 간의 10년 간의 협상 끝에 1966년 1월 27일, 우주 조약은 서명을 위해 개회되었다.1967년 10월 10일 우주 헌법으로 발효되었다.우주 조약은 96개국이 비준했고 27개국이 추가로 서명했다.그 결과 국제우주법의 기본 토대는 다양한 서면 결의와 선언과 함께 5개의 (논의할 수 있는 4개의) 국제 우주 조약으로 이루어져 있다.주요 국제 조약은 1967년 우주 조약으로, 일반적으로 우주에 대한 "헌법"으로 간주된다.1967년 우주협정을 비준함으로써 98개국은 우주가 "인류의 산물"에 속할 것이며, 모든 국가가 우주 공간을 "이용"하고 "탐험"할 수 있는 자유를 가질 것이며, 이 두 조항 모두 "모든 인류에게 이익이 되는" 방법으로 이루어져야 한다는 데 동의했다.인류의 원칙과 다른 핵심 용어는 아직 구체적으로 정의되지 않았다(Jasentuliyana, 1992).비판론자들은 우주 조약은 모호하다고 불평해왔다.하지만 국제 우주법은 잘 작동했고 수십 년 동안 우주 상업 산업과 이익에 기여해왔다.예를 들어, 달 암석의 반출과 반출은 법적으로 허용될 수 있는 것으로 취급되어 왔다.

우주 조약의 프레이머들은 처음에는 더 구체적인 법률 조항을 나중에 만들려는 의도로 넓은 용어를 먼저 굳히는 데 초점을 맞췄다(Griffin, 1981: 733–734).이 때문에 COPUOS 회원국들은 1968년의 구조 및 반환 협정, 1973년의 책임 협약, 1976년의 등록 협약(734년) 등 3개 추가 협정에서 발견되는 보다 구체적인 이해를 표명함으로써 우주 조약 규범을 확대하였다.

호베(2007) 우주조약은 "영토재산권 취득만 명시적으로 암묵적으로 금지하고 있다"고 설명하지만 우주자원 추출은 허용된다.우주법 당국 내부에서는 일반적으로 우주 자원을 추출하는 것은 민간 기업이라도 이윤을 위해 허용될 수 있다고 이해한다.그러나 국제우주법은 영토와 우주 공간에 대한 재산권을 금지하고 있다.호베는 더 나아가 "외계우주조약(2007년 211년)에 따라 그러한 사용이 허용된다는 것을 의미하는 천연자원 추출에 대한 언급은 없다"고 설명한다.그는 또 우주조약 제1항에 따라 우주자원의 편익분장에 대해서도 석연치 않은 의문이 있다고 지적한다.[69]

달 협정

주요 기사:문 협정

문 합의는 1979년 12월 18일 유엔헌장의 일환으로 체결되었으며, 유엔우주평화이용위원회(COPUOS) 위원들이 합의한 5개 국가 비준동의 절차를 거쳐 1984년 발효됐다.[70]2019년 9월 현재 이 조약에 서명하거나 비준한 나라는 18개국뿐이다.[70]나머지 3개의 우주 조약은 서명 및 비준 측면에서 높은 수준의 국제 협력을 경험했지만, 달 조약은 공동 유산 개념을 보다 상세하게 정의하고 우주 탐사와/또는 착취에 종사하는 당사자들에게 특정한 의무를 부과함으로써 그들보다 더 멀리 나아갔다.달 조약은 달과 그 천연자원을 인류 공동유산의 일부로 명시하고 있다.[71]

제11조는 달의 자원은 "주권의 주장, 사용 또는 점령의 방법, 그 밖의 다른 방법에 의한 국가 전용의 대상이 아니다"[72]라고 규정하고 있다.다만 자원 착취는 '국제정권이 통치한다'(11조 5항)는 경우 허용하자는 의견이 제시되지만, 아직 그런 정권의 규칙은 확립되지 않았다.[73]달 조약의 미국측 수석대표인 닐 호센볼 NASA 사무총장은 2018년 달 자원 착취의 실현 가능성이 확립될 때까지 국제정권의 규칙 협상을 연기해야 한다고 경고했다.[74]

우주개발국들의 조약에 대한 반대는 자원(그리고 그러한 목적을 위해 사용되는 기술)을 다른 나라들과 공유해야 한다는 요구조건으로 유지되고 있다.유엔해양법협약의 유사체제는 해저에서 이러한 산업의 발전을 저해하는 것으로 여겨진다.[75]

미국, 러시아 연방, 중화인민공화국(PRC)은 문 협정에 서명도, 동의도, 비준도 하지 않았다.[76]

일부 국가의 법적 제도

미국

일부 국가들은 외계 자원 추출에 대한 법적 제도를 공포하기 시작하고 있다.예를 들어, 미국의 국제 조약 의무에 부합하는 우주 자원의 민간 개발을 촉진하는 미국의 "SPACE Act of 2015"는 2015년 7월에 미국 하원을 통과했다.[77][78]2015년 11월 미국 상원을 통과했다.[79]11월 25일 버락 오바마 미국 대통령은 H.R. 2262 – 미국 상업 우주 발사 경쟁력법에 서명했다.[80]이 법은 미국 시민들이 우주 자원을 소유할 권리를 인정하고 소행성으로부터 자원을 상업적으로 탐사하고 이용하도록 장려하고 있다.법 제51303조 제51303조:[81]

본 챕터에 의거하여 소행성 자원 또는 우주 자원의 상업적 복구에 종사하는 미국 시민은 해당 법률에 의거하여 획득한 소행성 자원 또는 우주 자원을 소유, 소유, 운송, 사용 및 판매하는 것을 포함하여 획득한 모든 소행성 자원 또는 우주 자원에 대한 권리를 가진다.미국의 의무.

도널드 트럼프 미국 대통령이 2020년 4월 6일 우주자원의 회복과 이용을 위한 국제지원에 관한 행정명령에 서명했다.주문서에 따라:[82][83]

  • 미국인들은 우주에서 상업적 탐험, 회복, 자원 사용에 관여할 권리를 가져야 한다.
  • 미국은 공간을 "글로벌 공유지"로 보지 않는다.
  • 미국은 달 협정에 반대한다.

룩셈부르크

룩셈부르크 정부는 2016년 2월 "우주에서 소행성 자원을 채굴하기 위한 산업부문의 시동을 시도하겠다"고 밝힌 바 있는데, 그 중에서도 산업과 관련된 기업에 대한 '법적 틀'과 규제 인센티브를 만들어내겠다는 것이다.[66][84]2016년 6월까지 "연구, 기술 시연, 룩셈부르크로 이전하는 기업의 지분 직접 매입 등에 2억 달러 이상을 투자하겠다"[85]고 발표했다.2017년에는 '우주에서 추출한 자원의 소유권을 기업에 부여하는 법률을 유럽 최초로 통과시킨 나라'가 되었으며, 2018년에는 우주자원 공공정책 선진화에 적극성을 유지했다.[86][87]

2017년 일본, 포르투갈, 아랍에미리트(UAE)가 룩셈부르크와 천체 채굴협정을 체결했다.[88]

2018년에는 룩셈부르크 우주국이 창설되었다.[89]소행성 채굴에 종사하는 민간기업과 단체에 재정적 지원을 제공한다.[90][91]

환경영향

소행성 채굴의 긍정적인 영향은 에너지 생성과 같은 산업 활동을 우주로 이전하는 촉진제라고 추측되어 왔다.[92]우주에서 채굴되는 물질과 질량의 비율에 따라 잠재적으로 큰 편익이 실현될 수 있는 우주에서의 물과 백금 채굴의 잠재적인 환경적 편익에 대한 정량적 분석이 개발되었다.[93]

소행성 및 혜성에 대한 연구 임무

진행 중 및 계획됨

  • 하야부사2 – 진행 중인 JAXA 소행성 샘플 반환 임무(2018년 목표 달성, 2020년 샘플 반환)
  • 오시리스-REX – 현재 진행 중인 NASA 소행성 샘플 귀환 임무(2016년 9월 발사, 목표 2020에 도달, 2023년 복귀 예정)
  • DART – 진행 중인 NASA 소행성 리디렉션 테스트, 2021년 발사
  • Fobos-Grunt 2 – Phobos에 대한 Roskosmos 샘플 반환 미션 제안(2024년 출시)
  • VIPER 로버 – 2023년 NASA의 달 자원 탐사 계획

완료된

참고 항목:우주선이 방문한 소행성과 혜성 목록

국가별 첫 번째 성공 미션:[94]

나라 플라이비 궤도 착륙 샘플 리턴
미국 ICE(1985) NEAR (1997년) NEAR(2001) 스타더스트(2006)
일본. 스이세이 (1986) 하야부사(2005) 하야부사(2005) 하야부사(2010년)
EU ICE(1985) 로제타(2014년) 로제타(2014년)
소비에트 연방 베가 1호(1986)
중국 창어 2(2012년)

소설로

참고 항목:픽션의 소행성 § 광물 추출 및 범주:소행성 채굴에 관한 소설

공상과학 소설에서 소행성 채굴에 대한 첫 언급은 분명히 개럿 P에서 나왔다.1898년 뉴욕 이브닝 저널에 실린 세르비스의 이야기 에디슨의 화성 정복.[95][96]

1979년 리들리 스콧 감독이 연출을 맡은 영화 '에이리언'은 노스트로모호의 승무원들이 정유공장과 소행성으로부터 채굴된 2천만 톤의 광석을 싣고 지구로 돌아오는 길에 상업적으로 운용되는 우주선이다.

C. J. 체리의 1991년 소설 헤비타임은 동맹-유니온 우주에서 소행성 광부들의 곤경에 초점을 맞추고 있으며, 문 감독은 지구에서 에너지를 공급하는데 필요한 대체연료 헬륨-3를 채굴하는 달 시설을 그린 2009년 영국 공상과학 드라마 영화다.국제적으로 여러 개의 상을 수상하는 등 리얼리즘과 드라마로 주목받았다.[97][98][99]

몇몇 공상과학 비디오 게임에는 소행성 채굴이 포함된다.예를 들어, 우주-MMO, EVE Online에서 소행성 채굴은 단순성 때문에 매우 인기 있는 직업이다.[100][101][102]

컴퓨터 게임 스타 시티즌에서, 채굴 직종은 다양한 전담 전문가를 지원하는데, 이들은 각각 그 노력에 있어 중요한 역할을 한다.[103]

《스커블》 시리즈에서 소행성 채굴은 태양계 식민지화의 원동력이다.이 소설은 행성의 중력을 탈출하기 위해서는 거대한 에너지 투입이 필요하기 때문에 일단 우주 기반 채굴 플랫폼이 구축되면, 소행성으로부터 천연자원(물, 산소, 건축 자재 등)을 지구 중력에서 잘 끌어올리는 것보다 더 효율적일 것임을 암시하고 있다.[citation needed]

대니얼 수아레스의 2019년 소설 델타브(Delta-v)는 오늘날의 기술로 충분히 큰 우주선을 건설하기 위한 막대한 자본의 과감한 투자가 주어진 오늘날의 기술로 소행성 채굴이 어떻게 이루어질 수 있었는지를 묘사하고 있다.수아레즈는 또한 http://daniel-suarez.com/deltav_design.html에서 자신의 우주선 개념의 제안된 디자인을 보여주는 지원 자료를 제공하고 있다.

갤러리

참고 항목

메모들

  1. ^ 이것은 평균적인 양이다; 훨씬 더 낮은 델타-V의 소행성이 존재한다.

참조

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출판물

외부 링크

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