Asteroidler Popüler Bilim Tüm Yazılar

Asteroid Madenciliği: Geleceğin Altına Hücumu

Hazırlayan: Berkan Alptekin

Dünya dışında asteroid madenciliği, literatürde ilk ortaya çıktığından beri sadece bilim kurgudan aşina olduğumuz, gerçek hayatta ise yakın zamana kadar çok ciddiye alınmayan bir konu olmuştur.

Garret P. Servisstarafından 1898’de yazılan “Edison’s Conquest of Mars” romanı tamamen saf altından bir asteroid ile hayalleri süslediğinden bu yana 117 yıl geçti. Bugün hala tamamen saf altından oluşan bir asteroide rastlamamış olsak da, şüphesiz ki asteroidlerde şu ana kadar Dünya’da çıkardığımızdan çok daha fazla hammadde bulunmaktadır. Bunlara bol miktarda altın ve platinyum da dahildir.

Günümüzün modern endüstrisini besleyen, günlük hayatta kullandığımız her teknolojinin yapı taşlarını oluşturan, bilgisayarlarımızın, telefonlarımızın çalışmasını sağlayan madenler; altın, gümüş, kobalt, manganez, molibden, demir, nikel, osmiyum, paladyum, platin, renyum, rodyum, rutenyum, tungsten ve nadir toprak elementleri. Hepsi oluşumundan sonra soğumakta olan Dünyamıza meteorlar ile sonradan geldi. Bunun sebebi, Dünya oluşurken merkezde yoğunlaşan kütleçekiminin, ağır elementlerin merkeze çökmesine sebep olmasıdır. Bu da bugün işleyebildiğimiz kabuk tabakasının böylesine değerli elementlerden yoksun kalmasına neden olmuştur.

Asteroidleri biraz tanıyalım:

Güneş Sistemi’nin oluşumundan arda kalan bu kayalar geçmişin birer aynasıdır. Güneş Sistemi’nin oluşumundan bu yana el değmeden kalmaları onları geçmişe ışık tutan harika bilimsel hazinelere dönüştürür. İçerikleri sadece dağarcığımızı genişletmekle kalmaz, ayrıca gelecekte hammadde olarak kullanabileceğimiz potansiyel madenlere dönüştürür. Asteroidler Güneş Sistemi’nde birçok farklı bölgeye dağılmışlardır, bunlardan bazıları şöyledir:

Asteroid_Belt5454545

Asteroid kuşağı bilinen asteroidlerin büyük bölümünü içerir. Boyutları 1 kilometreden büyük objelerin sayısının 1.1 ve 1.9 milyon arasında olduğu tahmin edilmektedir.

Truvalılar (Trojanlar) olarak bilinenler ise gezegenlerin ve uyduların yörüngelerini stabil Lagrangian 4 ve 5 bölgelerinde paylaşırlar. Bu bölgeler gezegenin bulunduğu konuma kıyasla 60 derece ileride ve/veya geride aynı yörüngede bulunurlar.

Dünyaya-yakın asteroidler (Near Earth asteroids – NEAs) dünya ile kesişen veya yakın yörüngelere sahip olanlardır. Yaklaşık 12.000 tanesini takip etmekteyiz, bunlara boyutları 1 kilometre üzerinde olanların %90’ının keşfedildiği düşünülmektedir.

Asteroidlerin birçok farkı çeşidi bulunurken temel olarak üç ana çeşidi ele alınmaktadır, bunlar C-tipi, S-tipi ve M-tipi kayalardır.

C-tipi asteroidler, en bol olanlarıdır ve bütün asteroidlerin %75ini oluştururlar. Karbon ve su içeren mineraller bakımından zenginlerdir. Ayrıca çok miktarda organik karbon, fosfor ve gübreleme amacıyla kullanılabilecek temel bileşenleri de barındırırlar.

S-tipi asteroidler, kayalık yapıya sahiplerdir temel olarak demir ve magnezyum silikatları içerirler. Ayrıca yapılarında nikel, kobalt, altın, platin, rodyum barındırırlar.

M-tipi asteroidler, nadir kayalardır ancak S-tipine kıyasla 10 kat daha fazla metal içerirler.

Neden Asteroidler?
Dünya bize bu kadar zenginlik sunarken ve hala burada ki sorunlarımızı çözememişken ne gerek var diye düşünmek çok doğaldır. Ancak gözden kaçırdığımız şey, uygarlığın işlemesini sağlayan madenlerin çıkarılmasının giderek zorlaşması. Erişimi kolay kaynaklar tükenirken, madencilik giderek daha riskli ve daha çok yatırım isteyen bir alan haline gelmektedir. Çok sık duyduğumuz, çevre güzelliklerinin madencilik sebebiyle katledilmesi haberleri de bundandır. Hammaddeye olan talep arttıkça kolay ulaşılabilir madenler bakımından zengin doğal yaşam alanları hedef alınmaktadır.

Asteroidlerde ise bu hammaddeler, Güneş Sistemi’nin ilk oluşumundan beri el değmemiş halde durmaktadır. Birkaç örnek ile ele alacak olursak; 33 kilometre uzunluğunda ve 13 kilometre genişliğinde olan, 79.2 trilyon ton kütlesindeki 433 Eros asteroidinde, tahminlere göre Dünya’da şimdiye kadar çıkarılandan daha fazla altın ve platin vardır. İnsanlık tarihi boyunca çıkarılan altın miktarı 2012 yılında yaklaşık olarak 174.000 ton olarak kabul edilirken ve platinin bundan çok çok daha az olduğu bilinirken, bu tahmin oldukça isabetlidir. Üstelik yine Eros’ta bulunan magnezyum, aluminyum, silikon, potasyum ve demir gibi hammaddeler, Dünyada ki ekonomiyi altüst edecek kadar bol olacaktır.

Başka bir örnek; boyutları 200 kilometre üzerinde olan metal yüklü 16 Psyche asteroidin de, Dünya ihtiyaçlarına binlerce yıl yetecek nikel-demir bulunduğu tahmin edilmektedir.

Sadece 1 km çapında ki bir metalik asteroidin bile hammadde olarak günümüzdeki değeri, trilyon dolarlar ile ifade edilmektedir ve yine sadece 10 metre boyutların S-tipi bir asteroid, 650.000 kilogram kadar metal içerir, bunun 50 kilogramını altın ve platin benzeri nadir metaller oluşturur.

Her geçen gün değerli hammadde çıkarmak ve işlemek giderek zorlaşırken, yatırımcıların gökyüzünde ki bu kaya parçalarına yavaş yavaş göz dikmesi ve onları birer servet olarak görmeye başlaması da bu yüzdendir.

Nasıl işimize yarayacak?
Bugün uzaya 3 kişilik bir Soyuz uzay aracı fırlatmanın maliyeti 100 milyon doları bulabilirken daha yüksek maliyetli araçlarla uzayda maden kazıp dünyaya getirmek nasıl ve ne zaman ekonomik olacak? Henüz değil! Durum hala yatırımcılar için kazançlı olmaktan uzak ancak önümüzde ki bir kaç on yıl içinde durum değişecek gibi görünmekte.

Bu hammaddelerin Dünyaya getirilmesi için öncelikle Dünya yörüngesine pratik ve verimli ulaşımın altyapısı kurulmalı. Bunun için en mantıklı yöntem kısa vade de tekrardan kullanılabilir uzay araçları ve uzay uçakları olacaktır. Örneğin, ESA’nın, 1982den beri geliştirdiği Skylon uçağı. yörüngeye tek aşamada çıkıp dönebilen 15 ton kapasiteli insansız bir uzay uçağı olarak ilk uçuşunu 2019’da gerçekleştirebileceği düşünülüyor. Uluslararası Uzay İstasyonuna ikmal sağlayan Orbital Sciences ve SpaceX gibi şirketlerde gelir elde ettikçe yeniden kullanılabilir teknolojiler üretmeye çalışmaktadırlar. Bu gibi projelerin geliştirilmesi, uzayı daha kolay ulaşılabilir bir yer haline dönüştürecektir. Uzun vadede ise uzayı hayatımızın, ekonominin ve endüstrinin bir parçası yapmak için bir uzay asansörü belki de torunlarımızın hayatlarında gerçek olacaktır.

Diyelim ki, başardık. Büyük bir asteroid dolusu kaynağı Dünya’ya getirdik, bunun sonuçları ne olacak? Kesinlikle şu anda alışık olduğumuz ekonomi değişime uğrayacaktır. Örneğin bir anda demir kadar bollaşan altın ve platin değer kaybederek ihtiyaç duyulan her alan için neredeyse sınırsız miktarda bulunacak. Ve bu işe yatırım yapan hangi ülke veya şirket olursa, Dünya’daki herhangi bir ekonomik güçten çok çok daha yüksek gelirler elde edip dengeleri alt üst edecektir.

Asteroidlerden, onların Dünya ekonomisine sokmak dışında başka bir şekilde daha faydalanılabilir. Uzayda hazır bulunan madenler ve buz; bizzat uzayda üretim yapılmasına, tamire ve yakıt ikmaline olanak sağlar. Özellikle Mars ve ötesine yapılacak keşif görevlerinin çok daha düşük ücretlere gelmesini ve pratikleşmesini sağlayabilirler.

Asteroid Madenciliği

Uzayda üretim:
Bir uzay mekiğini dünyadan yörüngeye göndermek ya da bir Apollo uzay aracını Saturn V roketinin tepesinde Aya göndermek mühendislik sınırlarını oldukça zorlamış çalışmalardır. Bugün, ilk defa Saturn V’ten daha güçlü bir roket olan SLS (Uzay Fırlatma Sistemi) geliştirme ve üretim aşamasındadır. Bu roket, Orion kapsülünü Ay, Asteroidler veya Mars için gerekli görev modüllerini yüksek dünya yörüngesine fırlatacak güçte olacaktır. Fırlatılan modüller uzayda birleştirilerek gemiler tamamlanacaktır. Ama çok daha uzağı ve daha büyük şeyleri hedeflediğimizde gemimizi bir uzay istasyonu gibi Dünya yörüngesinde yapmamız ve yakıtını Asteroidlerdeki buzu, sıvı hidrojen ve sıvı oksijene ayrıştırarak üretip doldurmamız, bu iş için roket fırlatmaktan çok daha mantıklıdır. Üstelik dış gezegenlerin keşfi ve uydularının olası kolonizasyonu için, asteroidleri ve uyduları ikmal noktaları olarak kullanmak tek yoldur.

Dünya yörüngesine getirilecek bir asteroidin en çekici yani şüphesiz ki, içerdiği bilimsel veriler, Güneş Sistemi’nin oluşumuna ışık tutması ve astrobiyoloji ile ilgili keşfedeceğimiz şeylerin yanında içeriği ile bizzat uzayda parça ve yakıt üretimine olanak sağlayacak olmasıdır. Böyle bir girişimin ilk yıllarında Ay veya Mars yolculuğundan gelen araçların bakımı, onarımı ve yakıtlarının doldurulması Dünya’dan bağımsız, roket fırlatmaya ihtiyaç olmadan uzayda gerçekleşecektir. Daha uzak gelecekte ise asteroidlerden gelecek hammadde, sıfırdan gemi üreten uzay tersanelerinin ve başlı başına ayrı bir uzay endüstrisinin yolunu açabilir.

Şimdilik geleceğe şüpheyle yaklaşıp, günümüzdeki örneklere gelecek olursak; Uluslararası Uzay İstasyonu’na gönderilen üç boyutlu yazıcı daha şimdiden yedek parça ve alet üretimi yaparak gezegenimizden gönderilmesi gereken malzeme ihtiyacını azaltmaya başlamış durumda. UUI ekibi artık temel bir alet veya yedek parça için fırlatmaları arasında aylar bulunan ticari ikmal görevlerini beklemek yerine, ihtiyaç duydukları şeyleri kendileri “basabiliyor” Haziran 2015’te ESA tarafından UUI’ye gönderilecek yeni bir üç boyutlu yazıcıda bu aygıtların ne kadar gelecek vadettiğini anlatmaya yetiyor.

Gerçekten de üç boyutlu yazıcı teknolojisinin çok uç örneklerine artık her yerde rastlamak mümkün. Araba ve uçak parçası, gıda, organ ve hatta yakın zamanda ilaç üretimi dahi yapabilecek çok kapsamlı bir teknoloji olarak, üç boyutlu yazıcılar uzaydaki yerlerini alacaklardır.

Asteroid Madenciliği

Geçtiğimiz aylarda Rosetta uzay aracıyla bir asteroid üzerine indirilen Philae sondası, gerçekte asteroid madenciliğini için de atılan en önemli adımlardan biriydi. Bu sayede bir asteroidin yüzeyine nasıl ineceğimiz konusunda büyük tecrübe kazandık.

Asteroidlere yatırım yapanlar kimler?

NASA Gelişmiş Kavramlar Enstitüsü (NASA Institue for Advanced Concepts – NIAC) “Robotic Asteroid Procpector” denen bir proje hazırladı. Eylül 2012’de başlatılan bu proje asteroid madenciliğinin pratik yolları, gereken teknolojiler, görev ve araç tasarımları üzerine bilgiler verirken, bir yandan da 2025’te NASAnın, bütçesinin 5/1’i ile yatırım yapılması halinde ilerleyen yıllarda bu yatırımın nasıl bir geri dönüşünün olacağını öngörüyor. Bu başlı başına ayrı bir yazı konusu olacağından şimdilik size çalışmanın linkini vermekle yetiniyoruz.

Kepler Enerji & Uzay Mühendisliği (Kepler Energy Space Engineering LCC), on yıl içerisinde küçük asteroidlere küçük delgi matkaplı robotlar göndererek dünyaya bir kaç tonun üzerinde maden getirmeyi planlayan bir şirket.

Derin Uzay Endüstrileri (Deep Space Industries) 2016’da fırlatılacak olan DragonFly isimli bir uyduyu gözlerine kestirdikleri bir asteroide gönderip 150 kilogram materyal geri getirmeyi planlıyorlar.

Bu girişimlerden en ilginci ise Gezegen Kaynakları (Planetary Resources) denen şirket. Bizzat yönetmen James Cameron, Larry Page ve Eric Schmidt tarafından yatırım yapılan bu şirket, pastadan en büyük payı almak için kolları sıvıyor. Planları arasında 2020 civarı uzayda bir yakıt tankı kurup asteroidlerden elde edilen buzu burada sıvı oksijen ve sıvı hidrojen olarak ayrıştırıp roket yakıtı haline getirip, ticari uydu ve uzay araçlarına ikmal yapacaklar. Ne yazık ki ilk test uyduları Arkyd 3, 28 Ekim 2014’te fırlatma sırasında patlayan Antares roketindeydi.

Bu arada, James Cameron ile ilgili küçük bir ayrıntı; 2009’da çektiği Avatar filminin hikayesinde, Pandora’ya ulaşımı sağlayan yıldız gemisinin sahibi RDA şirketi, böyle bir gemiyi yapabilecek ekonomik güce, Güneş sistemindeki kaynakları sömürerek ulaşmıştı.

Gördüğünüz üzere gökyüzünün ötesinde yeni bir endüstrinin emekleme zamanları bunlar ve aynı zamanda hala bilimkurgu kabul edilebilecek bir alan. Bilimkurgu ve gündelik yaşam arasında ki çizgi her geçen gün biraz daha incelirken, asteroid madenciliğinin kurgu olarak mı kalacağını yoksa hayatın bir parçasımı olacağını hep beraber göreceğimize inanıyoruz.

Berkan Alptekin

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Berkan Alptekin