บันได 4 ขั้นของการทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อย

ภาพจำลองการทำเหมืองแร่นอกโลก  (www.scifiideas.com)

ในอวกาศ... น้ำมีค่ามากกว่าทองคำ เพราะองค์ประกอบของน้ำอย่างไฮโดรเจน (H) เป็นตัวให้พลังงานและสามารถนำมารวมกับออกซิเจน (O) ได้ใหม่เป็นเซลล์เชื้อเพลิงประสิทธิภาพสูง ทุก ๆ แกลลอนของน้ำ 8.33 ปอนด์ซึ่งถูกส่งจากโลกขึ้นไปใช้ในอวกาศมีราคาพุ่งสูงถึงหลายหมื่นดอลลาร์
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Planetary Resources [1] ได้วางแผนทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยเพื่อค้นหาแร่ธาตุหายาก เช่น แพลทตินัม และทำธุรกิจแจกจ่ายน้ำให้กับยานอวกาศทั้งของรัฐและเอกชน ด้วยราคาขายที่ถูกกว่าการลำเลียงน้ำขึ้นมาใช้เองโดยตรงจากพื้นโลก แต่ก่อนที่โครงการจะเป็นรูปเป็นร่างชัดเจน เราลองมาดูเค้าโครงคร่าว ๆ ของ 4 ขั้นตอนหรือภารกิจหลักของการทำเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยกัน

ขั้นที่ 1. ค้นหาดาวเคราะห์น้อยเป้าหมาย

Planetary Resources มองหาดาวเคราะห์น้อยทั้ง 2 ประเภท คือ c-type (มีน้ำมาก) และ m-type (มีโลหะมาก) แต่เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยไม่ได้ส่องแสงเจิดจ้าเหมือนดาวทั่วไป พวกมันมีขนาดเล็ก มืดทึบ และมักถูกบดบังหรือบิดเบือนโดยชั้นบรรยากาศโลก วิธีที่ดีที่สุดในการตรวจหาดาวเคราะห์น้อยคือการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ดังนั้น Planetary Resources จึงวางแผนสร้างกล้องโทรทรรศน์อย่างง่ายขึ้นมาเองด้วยต้นทุนประมาณ 10 ล้านดอลลาร์ (ต้นทุนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble อยู่ที่ 1,500 ล้านดอลลาร์) เพื่อใช้ค้นหาดาวเคราะห์น้อย c-type และ m-type โดยเฉพาะ นอกจากนี้ยังวางแผนเช่าใช้กล้อง Arkyd 100s ของเอกชนเพื่อใช้งานควบคู่กันไปด้วย

ขั้นที่ 2. ยืนยันเป้าหมายและออกเดินทาง

ดาวเคราะห์น้อยเป้าหมายส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 ไมล์ มวลของมันจึงน้อยเกินกว่าจะมีแรงโน้มถ่วงมากพอสำหรับยึดตัวยานไว้บนพื้นผิวได้ ยานอวกาศจึงไม่สามารถเทียบท่าจอดแบบปกติ แต่ต้องใช้วิธีขุดเจาะฐานของยานเข้ากับผิวดาวเคราะห์น้อยเพื่อยึดเหนี่ยวไม่ให้ยานหลุดลอยออกไป หลังจากนั้นหุ่นยนต์จะทำหน้าที่วิเคราะห์หาองค์ประกอบของน้ำและโลหะด้วยอุปกรณ์ Laser-Induced Breakdown Spectroscopy system (LIBS) [2] ด้วยการยิงลำแสง laser เพื่อให้พื้นผิวดาวเคราะห์น้อยกลายเป็นไอและทำการวิเคราะห์ spectrum ที่ได้ว่าตรงกับธาตุใดบ้าง ซึ่งข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งกลับมายังฐานควบคุมบนโลก

ขั้นที่ 3. เริ่มต้นขุดเจาะ

พื้นผิวดาวเคราะห์น้อยประเภท c-type (น้ำมาก) มีสภาพที่แตกง่าย หุ่นยนต์จะขุดเปิดชั้นดินเพื่อครอบภาชนะปิดลงไป โดยมี processor คอยควบคุมให้ความร้อนกับพื้นผิวชั้นบน ความร้อนนี้จะทำให้เกิดไอน้ำเคลื่อนออกจากผิวดาวเคราะห์น้อยเข้าสู่ภาชนะที่ครอบเตรียมไว้ ไอน้ำ (น้ำ) ที่ได้จะถูกกักเก็บไว้ในนั้นรอการขนย้าย  ส่วนกรณีของดาวเคราะห์น้อยประเภท m-type (โลหะมาก) การขุดเจาะจำต้องอาศัยความพยายามที่สูงขึ้น และอาจต้องใช้แม่เหล็กดึงดูดและคัดแยกโลหะออกจากผิวเปลือกชั้นบนด้วย

ขั้นที่ 4. ขายสินค้า

กำไรของธุรกิจเหมืองแร่ในอวกาศขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โอกาสที่เป็นไปได้มากสุด ณ ปัจจุบันคือการขายแร่ธาตุหายากเช่นแพลทตินัมโดยนำกลับมาขายบนโลก ดาวเคราะห์น้อย m-type ที่หนัก 500 ตัน จะมีองค์ประกอบของธาตุแพลทตินัมปกติอยู่ที่ 0.0015 % ซึ่งสูงกว่าความเข้มข้นมากสุดที่พบบนโลกถึง 3 เท่า ความสำเร็จของ Planetary Resources จะพลิกโฉมทิศทางเศรษฐกิจในแบบที่พวกเราไม่สามารถจินตนาการได้

กำไรอีกส่วนหนึ่งซึ่งมาจากดาวเคราะห์น้อยประเภท c-type (มีน้ำเป็นหลัก) ดูเหมือนยังเป็นไปได้ยากสำหรับอนาคตอันใกล้ แต่จะทำกำไรมหาศาลในยุคที่การท่องอวกาศเป็นกิจวัตรปกติของมนุษย์ เช่นยุคที่ยานอวกาศทุกลำบรรทุกถังเติมน้ำและเชื้อเพลิงสำรองสำหรับเดินทางสู่จุดหมายที่ไกลมาก และสามารถจอดแวะเติมได้ทุกเมื่อตามต้องการ แน่นอนว่าหากยังไม่มีการเดินทางที่ว่านี้ โมเดลธุรกิจก็ยังเลือนลาง

ในทำนองเดียวกัน การขายโลหะจากดาวเคราะห์น้อย m-type อีกวิธีหนึ่งคือการขายตรงบนอวกาศ ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมนุษย์สามารถสร้างสถานีหรือยานจากบนนั้น เช่น ซื้อวัตถุดิบจาก Planetarium Resources บนอวกาศและลงมือสร้างยานหรือดาวเทียมจากบนอวกาศด้วยโดยตรงเลย (ไม่ต้องสร้างหรือนำวัตถุดิบส่งขึ้นไปจากพื้นโลก) [3] แน่นอนว่าหากความสามารถของมนุษย์ยังไปไม่ถึงจุดนี้ เม็ดเงินก็ไม่สามารถไหลเข้ามาได้ด้วยช่องทางนี้เช่นกัน

แผนภาพแสดงขอบข่ายของธุรกิจอวกาศ (Planetary Resources)

ประเด็นสุดท้ายคือหากสถานีอวกาศทุกแห่งเริ่มต้นปลูกพืชเองเพื่อไว้เป็นอาหารให้กับผู้อยู่อาศัยประจำ การทำเหมืองแร่ของ Planetary Resources อาจมุ่งเป้าหมายไปสู่การค้นหาไนโตรเจนและแอมโมเนีย ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับปลูกพืชผลทางการเกษตร สถานีอวกาศจึงไม่ต้องพึ่งการขนส่งอาหารขึ้นมาบริโภคจากบนโลก (ซึ่งเสียค่าใช้จ่ายสูงกว่า) อีกต่อไป ธุรกิจนี้จำเป็นอย่างยิ่งในวันที่มนุษย์เริ่มสร้างบ้านเพื่อตั้งรกราก อยู่อาศัย ขยายเผ่าพันธุ์ไปในอวกาศอย่างแท้จริง และจะเป็นก้าวแรกที่มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ในอวกาศระยะยาวได้โดยตัดขาดจากโลกซึ่งคือบ้านแห่งแรกและแห่งเดียวของพวกเราตอนนี้อย่างสิ้นเชิง

Planetary Resources จึงไม่ใช่แผนธุรกิจเพื่อวันปัจจุบัน (หรือคนรุ่นปัจจุบัน) Eric Anderson หนึ่งในประธานร่วมของบริษัท Planetary Resources กล่าวว่า "นี่คืออุตสาหกรรมที่มองไปข้างหน้าไกลกว่า 100 ปี" และความสำเร็จของโครงการนี้อาจเป็นจุดเริ่มต้นที่ช่วยเติมเต็มความฝันแห่งการสำรวจอวกาศอันไกลโพ้นของมนุษย์ทุกยุคทุกสมัย

ล่าสุด NASA ได้มอบทุนสนับสนุนการวิจัยเพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการทำเหมืองแร่ในอวกาศ ไม่ว่าจะเป็นด้านการออกแบบตัวยาน ศึกษาการใช้ solar-thermal propulsion system และเทคโนโลยยีที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในการขุดเจาะดาวเคราะห์น้อย รวมไปถึงโมเดลธุรกิจอวกาศที่จะเกิดขึ้นตามมา เป็นต้น


[1] เนื้อหาเกี่ยวกับ Planetary Resources: ประกาศสร้างเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อย
[2] LIBS เป็นอุปกรณ์ชนิดเดียวกับที่ติดตั้งบนหุ่นสำรวจดาวอังคาร Curiosity
[3] เนื้อหาเกี่ยวกับการสร้างดาวเทียมจากบนอวกาศ: Phoenix Program

เรียบเรียงจาก: 

• "How to mine an asteroid", Popular Mechanics, September 2012
• http://www.universetoday.com/97582/study-looks-at-making-asteroid-mining-viable/rap-2/

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง: ประกาศสร้างเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อย