Pregunta:
¿Qué tan factible es cosechar isótopos de helio o hidrógeno de los gigantes gaseosos?
Shuhao Cao
2013-07-17 02:28:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar tienen abundantes cantidades de helio e hidrógeno. ¿Es posible cosechar estos recursos allí? ¿Tiene la NASA algún plan para construir una base permanente en el espacio con el propósito de recolectar estos recursos?

Creo que este artículo de la NASA podría interesarle: http://permanent.access.gpo.gov/gpo59861/20150009496.pdf
Júpiter tiene "ríos de hidrógeno metálico líquido", probablemente no demasiado fácil de aprovechar, incluso si pudieras acercarte lo suficiente y escapar para contar la historia.
Cuatro respuestas:
#1
+7
Seventythird
2014-02-23 19:18:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La NASA en realidad ha investigado la extracción de los gigantes del gas, http://mdcampbell.com/TM-2006-214122AtmosphericMining.pdf, este documento describe algunos de los métodos que podrían usar, ya sea que lo hagan o No es una pregunta diferente.

Estaban considerando métodos de minería, de Urano debido a sus velocidades de viento relativamente bajas (en comparación con Júpiter, Saturno y Neptuno, como aerostatos, "scoopers" y enormes cruceros atmosféricos.

Los aerostatos simplemente flotarían en la atmósfera, absorbiendo gas y extrayendo los isótopos útiles. Si mal no recuerdo, el aerostato sería impulsado por un reactor nuclear que utiliza los gases tomados como combustible. Luego, un barco recolector venga y recoja los gases raros y valiosos para volver a la órbita, donde serían devueltos a la Tierra (o en cualquier otro lugar del sistema solar) utilizando NEP (propulsión eléctrica nuclear) o NTP (propulsión nuclear termal). El problema aquí era que independientemente de qué tan baja es la velocidad del viento de Urano en relación con otros planetas, todavía tiene algunos problemas vientos fuertes (aunque estos pueden disminuir en velocidad cuanto más alto esté en la atmósfera, sin embargo, cuanto más alto llegue, menor será la presión, por lo que menos gas puede absorber y menos 3-He puede producir).

Los recogedores harían exactamente lo que sugiere su nombre, se sumergirían en la atmósfera y "recogerían" el gas, extraerían las partes útiles y desecharían el resto, luego volverían a la órbita y enviarían el gas en NTP. o buques de carga propulsados ​​por NEP. Aquí se dieron cuenta de que construir muchas naves capaces de muy reingresos atmosféricos de alta velocidad, que tendrían que soportar incontables veces, sería extremadamente difícil, si no imposible (con la tecnología actual) de hacer.

Los cruceros atmosféricos son quizás la forma más de ciencia ficción de recolectar material de un planeta del que he oído hablar en mucho tiempo. Estos vehículos serían cruceros gigantes que vuelan para siempre a través de la atmósfera de Urano absorbiendo enormes cantidades de gas y almacenando los valiosos isótopos para transportarlos a una estación orbital en un crucero más pequeño, que hasta donde yo sé aterrizaría en el crucero mientras volaba. El problema aquí que se dieron cuenta fue que construir una nave tan grande y enviarla a otro planeta (o incluso construirla in situ) sería una tarea casi imposible.

Así que, en general, se les ocurrió algo ideas bastante interesantes, pero me temo que todavía estamos un poco lejos del desarrollo de la tecnología real. Es bueno saber que la NASA tiene un verdadero "equipo de ensueño", por así decirlo. Parece ser su trabajo soñar con las cosas más locas, pero también más interesantes.

Qué increíble serie de ideas. Espero que tengamos los avances adecuados en la ciencia de los materiales a lo largo del tiempo para construir barcos que puedan sobrevivir a esas reentradas.
#2
+6
gerrit
2013-07-17 04:55:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hay estudios sobre la minería en el espacio, pero no para los gigantes del gas. Los planetas exteriores son masivos. Muy masivo. Esto significa que tienen pozos de gravedad muy grandes. Levantar cualquier cosa desde Júpiter va a consumir mucha energía, pero llevarlo de vuelta desde Júpiter a la Tierra también lo es. Entonces, actualmente, este es el reino de la ciencia ficción.

En cuanto a la segunda parte de su pregunta: no de los planetas exteriores; esto está, en todo caso, demasiado lejos para que la NASA (o cualquier otra agencia espacial) tenga planes concretos para una base permanente. La NASA solía tener un Instituto de Conceptos Avanzados donde se pagaba a la gente para que teorizara sobre cosas actualmente imposibles, pero incluso allí no creo que hayan estudiado la minería de los planetas exteriores. Simplemente no es factible. Sin embargo, la extracción de otros recursos en el espacio, como los asteroides, la Luna o los planetas interiores, está al alcance de los estudios de viabilidad, aunque la NASA no tiene planes concretos en este momento.

Podría haber un potencial * limitado * para usar una pala como parte de la desaceleración de un vehículo para entrar en una órbita alrededor de Júpiter. (Sé que se ha propuesto el uso de la fricción con la atmósfera de Júpiter). Obviamente, esto solo sería para uso local de pequeñas cantidades y no en un futuro cercano, pero la idea no parece ser * tremendamente loca *.
@gerrit: su última declaración es algo errónea. La NASA estudió y todavía estudia las actividades mineras en el espacio.
@ernestopheles Minería en el espacio, sí, pero no en los planetas exteriores. Asteroides, la luna, * quizás * los planetas interiores. Pero no los planetas exteriores, como la pregunta específicamente mencionada por * gigantes gaseosos *.
@ernestopheles Modifiqué mi respuesta para abordar la ambigüedad en cuanto a si el OP significaba solo los planetas exteriores o el espacio exterior en general.
Suma rápida: el potencial gravitacional de la superficie de los planetas (incluso los más pesados) está en una escala similar a la diferencia de potencial del sol entre planetas. Por lo tanto, moverse por todo el sistema solar es un desafío similar, pero hay posibles ayudas gravitacionales. @PaulA.Clayton El uso de fuerzas aerodinámicas en una honda gravitacional se toma en serio (aunque aún no ha sucedido) http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist#Limits_to_slingshot_use
@gerrit Sí, tienes razón. Buena enmienda.
@AlanSE Estaba pensando en un frenado aerodinámico que también capturó una modesta cantidad de atmósfera. El material cosechado se usaría localmente (es decir, en el gigante gaseoso) y no se llevaría a la Tierra. Parece cuestionable cuán útil sería esto.
#3
+4
s-m-e
2013-07-17 22:16:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sé que se ha teorizado sobre la recolección de isótopos de helio o hidrógeno en el espacio, incluidos estudios para / por la NASA.

De hecho, la NASA estudió la extracción de cuerpos celestes, incluidos otros planetas, y todavía lo hace. El informe del estudio "Space Resources" (NASA SP-509, 1992) se ha convertido en un clásico. Se puede encontrar aquí http://www.nss.org/settlement/spaceresources/library.htm. Otro ejemplo de un estudio más actualizado es el concepto Robotic Asteroid Prospector (RAP), que se encuentra actualmente bajo investigación: http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2012_phase_I_fellows_cohen.html

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esos estudios se aplican principalmente a lunas, asteroides y planetas interiores, mientras que los gianos no se han investigado en detalle.

Eso es minar la luna, los asteroides, el espacio cercano, los planetas interiores. OP preguntó sobre los gigantes del gas, que no están cubiertos. Por lo tanto, su respuesta es objetivamente incorrecta.
Corregido en consecuencia. De todos modos, es una búsqueda interesante, recolectar cosas de los gigantes gaseosos. Debería investigarlo ...
#4
+2
HopDavid
2014-05-27 03:36:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De la Tierra a Júpiter Hohmann: $ V _ {\ infty} $ saliendo de la Tierra 8.8 $ \ frac {km} {s} $, $ V _ {\ infty} $ acercándose a Júpiter 5.6 $ \ frac {km} {s} $, Velocidad de periapso hiperbólico en Júpiter (0 km de altitud) 60 $ \ frac {km} {s} $ , tiempo de viaje 2,7 años

Tierra a Saturno Hohmann: $ V _ {\ infty } $ saliendo de la Tierra 10.3 $ \ frac {km} {s} $, $ V _ {\ infty} $ acercándose a Saturno 5.4 $ \ frac {km} {s} $, Velocidad de periapso hiperbólico en Saturno (0 km de altitud) 36 $ \ frac {km} {s} $ , tiempo de viaje 6 años

Tierra a Urano Hohmann: $ V _ {\ infty} $ saliendo de la Tierra 11.3 $ \ frac {km} {s } $, $ V _ {\ infty} $ acercándose a Urano 4.7 $ \ frac {km} {s} $, Velocidad de periapso hiperbólico en Saturno (0 km de altitud) 22 $ \ frac {km} {s} $ , Tiempo de viaje 16 años

La Tierra a Neptuno Hohmann: $ V _ {\ infty} $ saliendo de la Tierra 11.6 $ \ frac {km} {s} $, $ V _ {\ infty} $ acercándose a Neptuno 4 $ \ frac {km} {s} $, velocidad de periapso hiperbólico en Saturno (0 km de altitud) 24 $ \ frac {km} {s} $ , tiempo de viaje 31 años

Los números provienen de Hohmann.xls wh ich asume órbitas circulares, coplanares. Dado que las órbitas están inclinadas, los $ V _ {\ infty} $ reales serían mayores.

Los tiempos de viaje y los $ V _ {\ infty} $ s por sí solos hacen que estos recursos sean difíciles de alcanzar. Pero las velocidades necesarias para extraer el gas de estos pozos de gravedad profundos son los verdaderos obstáculos. Como han mencionado otros, es difícil dejar estos planetas masivos.

En términos de $ \ Delta V $, hay posibles fuentes de hidrógeno más cercanas. Las trampas de frío polar de nuestra luna pueden tener ricos depósitos de $ NH_3 $ y $ H_2O $, o tal vez no, todavía no sabemos mucho sobre estas regiones. Otra posible fuente de hidrógeno son los asteroides carbonosos con órbitas similares a las de la Tierra.

En cuanto al helio, no conozco ningún depósito accesible además de los que tenemos en la Tierra. Se cree que hay algo de helio alojado en el regolito lunar, pero tendrías que procesar mucho regolito para obtener una pequeña cantidad de helio.

¿Para qué querrías usar el helio?

El Helio-3 se iba a utilizar para producir energía in situ mediante la fusión nuclear. Se mencionó, muy brevemente, en la página 3 del documento al que me vinculé en mi respuesta.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
Loading...