Necdet YALÇINKAYA Uzay Madenciliği ISPARTA, 2017

ASTEROİT MADENCİLİĞİ

ASTEROİT NEDİR? Asteroitler için en genel anlamıyla küçük gezenler tanımlaması yapılabilir. Güneş sisteminin oluşumu sırasında etrafa saçılan küçük gök cisimleri ve daha sonrasında gezegenlerin dönüşü sırasında kopan parçalar asteroitleri oluşturur. Haziran 2014 itibarıyla Küçük Gezegen Merkezi (Minor Planet Center) tarafından iç ve dış Güneş Sistemi'nde 1 milyonun üzerinde cisim tanımlanmıştır. İç Güneş sisteminde bulunan Asteroit Kuşağı, Mars ve Jüpiter'in yörüngeler arasında kalan, asteroit yörüngelerinin en yoğun bulunduğu Güneş Sistemi bölgesidir ve Güneş Sistemi'nin oluşumundan kalan toz ve asteroitlerden oluşur. Bugüne kadar yaklaşık civarında asteroit ve cüce gezegen burada keşfedilmiştir.

Asteroitler, spektrum analizlerine ve albedolarına göre sınıflandırılmaktadırlar: C Tipi: Bilinen asteroitlerin %75'ini oluştururlar. Çok koyu renktedirler (albedo:0.03), karbon-kondrit meteoritlere benzerler. S Tipi: Asteroitlerin %17si bu gruptadırlar. C tipinden nispeten daha aydınlıktırlar (albedo: ). Yapıları Nikel-demir, demir ve magnezyum silikat karışımıdır. M Tipi: Geri kalan asteroitlerin büyük bölümünü oluştururlar, diğerlerinden daha parlaktırlar. Saf Nikel-demirden oluşmuşlardır. Diğer: Nadir bulunan bir düzine kadar daha farklı asteroit tipi vardır. ASTEROİTLERİN SINIFLANDIRILMASI

UZAY ARAÇLARI TARAFINDAN ZİYARET EDİLEN ASTEROİTLER 951 GASPRA Gaspra'nın yörüngesi ana asteroit kuşağının iç kenarındadır. Güneşten ortalama uzaklığı 330 milyon km ve büyüklüğü 19x12x11 km kadardır. S Tipi bir asteroit olup metalik minerallerden oluştuğu sanılmaktadır. Galileo uzay aracı Jüpiter’e gidişi sırasında 29 Ekim 1991'de Gaspra'nın çok yakınından geçmiştir. Gaspra Flora ailesi asteroitlerindendir. Yüzeyinde pek çok krater olup, kraterlerden 200 milyon yaşında olduğu tahmin edilmektedir.

243 IDA Ida'nın da yörüngesi Mars ve Jüpiter arasında olup Koronis ailesinden bir asteroittir. Güneşten ortalama uzaklığı 428 milyon km ve büyüklüğü 58x23 km kadardır. 28 Ağustos 1993'de Galileo uzay aracının geçişi sırasında resimleri elde edilmiştir. Ida'nın minik bir uydusu (yukarıdaki resimde sağdaki parlak nokta) vardır. Dactyl ismi verilmiş olan bu uydu (solda) halen bilinen tek asteroit uydusudur. 1.6x1.2 km boyutlarındadır. Bu kadar küçük olmasına karşın küre şeklindedir. Ida'dan uzaklığı yaklaşık 90 km. kadardır.

Mathilde de ana kuşak asteroiti olup nispeten küçük perihelion'a sahiptir (1.94 AU). Güneşten ortalama uzaklığı 394 milyon km. ve boyutları 59x47 km. kadardır. 1885'de Johann Palisa tarafından keşfedilmiş ve 27 Haziran 1997'de Near- Shoemaker uzay aracı tarafından ziyaret edilmiştir. Yakından izlenebilmiş tek C tipi asteroittir. 253 MATHİLDE

Yoğunluk ve çapa göre ağırlık; Örneğin: 7 metre çapında 2.8 g/cm³ olan bir asteroit kg’lık bir kütleye sahiptir. Tablo 1: Keck Uzay Araştırmaları Enstitüsü (KISS) tarafından hazırlanan rapordan alınmıştır.

Asteroitler, güneş sistemindeki yerleşimlerine göre de sınıflandırılırlar: Ana Kuşak Asteroitleri: Mars ve Jüpiter arasında bulunan, güneşten kabaca 2-4 AU uzaklıkta bulunan asteroitlerdir. Bilinen asteroitlerin çoğunluğunu teşkil ederler. Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles ve Hildas isimleriyle anılan gruplar halindedirler (ismi grubun ana asteroitinden alır). Dünya yakınındaki Asteroitler: Yörüngeleri dünyaya oldukça yakın olan asteroitlerdir. Güneşe uzaklıkları AU arasında olanlar Athen'ler, AU arasında olanlar Apollo'lar ve AU arasında olanlar Amor'lar ismiyle sınıflanırlar. Trojan Asteroitler: Genelde Jüpiter'in Lagrans noktalarında (Jüpiter yörüngesinde Jüpiter'in 60 derece önünde ve arkasında) gruplar teşkil etmiş olan asteroitlerdir. Yüzlercesi bilinmekte ve binlercesinin bir arada bulunduğu tahmin edilmektedir. Nedense Ön Lagrans noktasında daha çok sayıdadırlar. Venüs ve Dünyanın da Lagrans noktalarında az sayıda da olsa asteroidler bulunduğu sanılmaktadır. Centaur'lar: Güneş sisteminin daha dış bölgelerinde bulunan az sayıdaki asteroitlerdir. Örnek olarak; 2060 Chiron, Satürn ve Uranüs arasında bir yörüngededir, 5335 Democlesin yörüngesi Mars'dan Uranüs ün ardına, 5145 Pholus'un yörüngesi de Satürn'den Neptün'ün ardına kadar uzanır.

DÜNYAYA YAKIN ASTEROİTLER NEDİR ? Bunlar Dünya'ya yakın, Güneş'e fazla yaklaşmadığından hiç buharlaşmayan ve çapları 50 metreyi geçen cisimlerdir sonuna kadar adet çapları 32 km'ye kadar olan Dünya'ya Yakın Asteroit (DYA) bilinmekteydi. Çapı 1 km'yi geçen DYA'lerin sayısı olarak tahmin edilmektedir. DYA'lerin bileşimleri ana asteroit kuşağınınkilere benzerdir. DYC'ler, yörüngelerinde ancak birkaç milyon yıl kalırlar. Sonunda hepsi yörünge yüksekliğini kaybedip Güneş'e yaklaşıp ya iç gezegenlere çarparak yok olurlar, ya da gezegenlerin yakınından geçerken hız alıp Güneş Sistemi'ni terk ederler. Herhangi bir uzaya dönük madencilik atılımında Dünyaya Yakın Asteroitler ilk hedef konumundadır.

ASTEROİT MADENCİLİĞİ NEDİR?

Asteroit madenciliği ya da uzay madenciliği, asteroitlerden ve dünyaya yakın küçük gezegenlerden hammadde çıkarılması işleminin adıdır. Asteroit madenciliği, asteroitlerden mineral ve gaz, Uzayda inşa edilecek yapılarda kullanmak üzere demir, nikel ve titanyum, Astronotların bu yapılarda çalışmalarını devam ettirebilmeleri için gerekli su ve oksijen, Roket yakıtında kullanmak için hidrojen ve oksijen temin etmek gibi görevler üstlenir.

1) Teknik Olarak Uygulanabilir Mi? 2) Maliyeti Ne Kadardır? 3) Ne Kadar Risk Söz Konusudur? 4) Karlı Bir Getiri Sağlayacak Mı?

ASLINDA YER KABUĞUNDA DA ASTEROİT MADENCİLİĞİ YAPIYORUZ Günümüzün modern endüstrisini besleyen, günlük hayatta kullandığımız her teknolojinin yapı taşlarını oluşturan madenler; altın, gümüş, kobalt, manganez, molibden, demir, nikel, osmiyum, paladyum, platin, renyum, rodyum, rutenyum, tungsten ve diğer nadir toprak elementleri vb. hepsi oluşumundan sonra soğumakta olan Dünyamıza meteorlar ile sonradan geldi. Dünya oluşurken merkezde yoğunlaşan kütle çekiminin etkisiyle, ağır elementler merkeze çöktü ve bu da bugün işleyebildiğimiz kabuk tabakasının böylesine değerli elementlerden yoksun kalmasına neden oldu.

NEDEN ASTEROİT MADENCİLİĞİ Asteroitlerde 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 asteroitinde, tahminlere göre Dünya’da şimdiye kadar çıkarılandan daha fazla altın ve platin vardır. İnsanlık tarihi boyunca çıkarılan altın miktarı 2012 yılında yaklaşık olarak ton olarak kabul edilirken ve platinin bundan çok çok daha az olduğu bilinirken, bu tahmin oldukça isabetlidir. Üstelik yine Eros’ta bulunan magnezyum, alüminyum, silikon, potasyum ve demir gibi hammaddeler, Dünyada ki ekonomiyi altüst edecek kadar bol olacaktır.

ASTEROİTLERDE HANGİ ELEMENTLER VAR?

Asteroitlerde element yüzdeleri için tıklayınız…

Amerika Birleşik Devletleri'nde Kasım 2015'te kabul edilen bir yasada, ABD vatandaşlarının uzayda ticari aramalar yapmalarını ve buldukları madenleri çıkarmaları hakkı vermektedir. Yasa madenlerle sınırlandırılmakta olup, uzayda biyolojik olarak canlı arayışını ve bu canlıları ticari olarak kullanmayı kapsamamaktır. Yasanın ABD'de kabul edilmesi 1967'de ABD, İngiltere Birleşik Krallığı, Sovyetler Birliği arasında imzalanan ve Eylül 2015 itibarıyla 104 ülkenin dahil olduğu Uluslararası Uzay Antlaşması'na aykırı olabileceği tartışılmaktadır. KİMLER ASTEROİT MADENCİLİĞİ YAPACAK?

 Deep Space Industries  Kepler Energy and Space Engineering  Planetary Resources

ASTEROİTLERDEN YAKIT NASIL ELDE EDİLECEK ? Asteroitlerden roket yakıtları çıkarmak ve rafine etmek için kullanılan gerçek yöntem, hedef asteroitin spesifik bileşimine bağlı olacaktır. Bununla birlikte, gereken maden ekipmanı hayal ettiğinizden daha basit olabilir. Bazı durumlarda, Dünya'da kullanılan (matkaplar, ekskavatörler) ekipmanların çoğu gerekli olmayabilir. Uzayın eşsiz ortamı nedeniyle asteroitlerle yüzey teması bile gerekli olmayabilir. Bir asteroitten su çıkarma konusu ve bundan yakıt üretimi 3 aşamalı olarak gerçekleşir.

Örtme: Küçük bir göktaşının veya büyük bir göktaşının çevresinde soğuk bir plaka yerleştirme işlemi. Isı: Güneş'ten gelen ısı ile asteroit üzerinde bulunan buzlaşmış suyu plaka içinde serbest halde toparlama işlemi Salınım: İstenilen miktarlar yakalandıktan sonra, ihtiyaca göre, Dünya yörüngesinde veya Güneş Sistemindeki herhangi bir yerde yakıt dağıtmak için asteroiti serbest bırakma veya taşıma işlemi.

Öncelikle asteroitlere gitmeden önce, hangi asteroitlerin suca zengin olduğunu ve o suyun asteroit içinde nasıl kilitli olduğunu öğrenmeliyiz. Öncelikle asteroitlere gitmeden önce, hangi asteroitlerin suca zengin olduğunu ve o suyun asteroit içinde nasıl kilitli olduğunu öğrenmeliyiz.

ASTEROİTİN MİNERAL HARİTASINI ÇIKARTACAK GÖZLEMCİ ARAÇ: PROSPECTOR-1 Prospector-1, yakıt tüketildiğinde 50 kg'lık küçük bir uzay aracıdır ve maliyet ve performans arasında ideal bir denge oluşturur. Radyasyona dayanıklı yükler ve aviyoniklere ek olarak, uzay aracı itme oluşturmak için aşırı ısınmış su buharı atan su tahrik sistemini kullanmaktadır. Su ilk asteroit madenciliği ürünü olacak, bu nedenle suyun itici olarak kullanılabilme özelliği, uzaydaki yakıt ikmali için gerekmektedir. Hedeflenen asteroite ulaşıldığında, Prospector-1 uzay aracı asteroitin yüzeyini ve alt yüzeyini haritalayacak, görsel ve kızıl ötesi görüntü alıp toplam su içeriğini haritalama yapacaktır. Bu işlem tamamlandığında, Prospector-1, hedefin jeofizik ve jeoteknik özelliklerini ölçerek gerekli bilgi temini yapacaktır.

ASTEROİT MADENCİLİĞİ NE ZAMAN BAŞLAYACAK?

Deep Space Industries: 2023 yılında aktif asteroit madenciliğine geçmeyi planlıyor. Planetary Resources: 2020 civarı uzayda bir yakıt tankı kurup asteroitlerden elde edilen buzu burada sıvı oksijen ve sıvı hidrojen olarak ayrıştırıp roket yakıtı haline getirip, ticari uydu ve uzay araçlarına ikmal yapmayı hedeflemektedir. Planetary Resources: Öncelikle asteroitlerin araştırılması ve tespit edilmesine odaklanıyor. KESSEL (Kepler Energy & Space Engineering LLC); Bu şirket ise var olan teknoloji ile 10 sene içerisinde 40 tonluk asteroit madenini Dünya'ya getirmeyi planlıyor. Uzay endüstrisinde yatırımları bu şirketler kadar büyük olmasa da uzayı faaliyet alanı olarak tanımlayan 900’e yakın şirket mevcut.

Planetary Resources firmasının iddia ettiği, 30 metre çapındaki bir asteroitin milyar dolar değerinde olması, ekonomik açıdan Dünya dışarısından getirilecek metallerin Dünya üzerindeki metal arzını yükselteceği, arz-talep dengesi bozulacağından metal fiyatlarının dibe vuracağı ve bu tarz madencilik şirketlerinin sonu olacağı konusunda şüpheleri. Son bir eleştiri de Carl Sagan ve Steven J. Ostro gibi astrofizikçilerden geliyor: Gezegenler arası uzayda asteroitlerin rotalarının ve yörüngelerinin değiştirilmesi, Dünya ile çarpışma ihtimallerini arttıracağı ve bir felaketle sonlanabileceği için çok da hoş karşılanmıyor. Bu bilim insanları, bu teknolojilerin kötüye kullanımına karşın kuralların ve denetleme mekanizmalarının kesinlikle çok iyi oturtulması gerektiğini ekliyorlar. ASTEROİT MADENCİLİĞİNİN DÜNYAYA OLUMSUZ ETKİLERİ

KAYNAKLAR    issues#img-1            yorungesinde-maden-cikaracak/  df 

 odasi/Documents/genis-aci/Genis_Aci_Ocak_2017.pdf      