Uzay Madenciliği Nedir? Asteroitler, Ay ve Helyum 3

Günümüzün popüler konularından birisi olan uzay madenciliği, o kadar da yeni bir konsept değil. Bizim son 5 yıldır gündemimizi işgal eden bu ilgi çekici meseleler, NASA ve ESA tarafından 40 yılı aşkın süredir gerçekleştirilen gözlem ve görevlerle tartışılıyor.

Uzay madenciliği, dünyada çevre kirliliği oluşturan ve pahalı olan bazı elementlerin güneş sistemindeki gök cisimlerinden elde edilmesini konu alıyor. En önemli kaynaklardan birisi de asteroidler. Bu asteroidleri dünyanın Langrange yörüngesine getirerek madenlerini işleme amacı güden bazı özel şirketler dahi var. Gerçi tam olarak hedeflerini madencilik olarak belirtmeseler bile projelerinin içeriğinden dahi bunları anlayabiliyoruz. Günümüzde madencilik için bazı muhtemel adaylar var. Bunlar enerji ve hammadde ihtiyacımızı karşılayabilme potansiyeli bulunan, insanoğlunun daha önce insanlı görevler ve insansız araçlarla ziyaret ettikleri gök cisimleri.

İlk maden adayımız sevgili uydumuz Ay. 1969-1972 yılları arasında gerçekleştirilen Apollo görevleri ile 12 astronotun görev yaptığı gök cisminde, Helyum-3 denilen ve dünyada nadir olarak bulunan bir izotopa rastlandı. Bilim insanları yaptıkları araştırmalarda Helyum 3’ü çevre dostu füzyon reaktörlerinde kullanabileceklerini kanıtladılar. Peki neyin nesi bu Helyum 3? Ne işe yarar?

Dünya’da çok az bulunan bu izotop; nükleer araştırmaların sonucunda bulunmuştur. Özellikle füzyon (çekirdeksel kaynaşma) reaktörleri araştırmalarında kullanılır.

Helyum 3 izotopu nötron ışımayan füzyon reaksiyonuna girer. Diğerleri gibi görülse de, bu reaksiyon en güvenilir enerji reaksiyonudur. Helyum 3’ü reaktörde kullanılan diğer yakıtlarla kıyaslarsak, bu izotop radyoaktif değildir. Açığa yalnızca yüksek enerjili proton çıkar. bu proton bile elektrik ve manyetik alanlarda direkt elektrik üretimine katılabilir.

Yakıt olarak kullanılacak ve geleneksel yöntemlerin yerini alacak olan helyum He-3 miktarı azımsanmamalıdır. 1 mol yani yaklaşık 3 gram He-3’ten üretilen enerji miktarı 493 MWh (4,93e8 Wh)’tir. Hatta bu enerjinin % 100’ü elektrik enerjisine çevirilebilir. Çıkan enerji 1000 megawatt saatlik bir santralin 30 dakikalık üretimine denk gelir. Bir yıllık üretimi göz önüne alırsak 1000 kilowatt saatlik bir santral yaklaşık 17,5 kilogram Helyum-3’e ihtiyaç duyar. Bunu elektriğin evlere taşınmasında oluşan %30 kaçağıda hesaplayarak koyarsak, tahmini miktar 1/3-2/3 oranında artacaktır.
Geniş ölçekte ihtiyaç duyulan yakıt miktarı toplam tüketim miktarları ortaya konularak şu şekil verilebilir; ABD Enerji Bilgi Yönetimi rakamlarına göre ABD’de 107 milyon evde 1,140 milyar kWh elektrik tüketimi vardır. He-3 % 100 verimle çalıştığını ortaya koyarak hesaplarsak, bu büyüklükteki bir ülkenin ihtiyacını karşılamak için 6,7 ton He-3’e gerek vardır. Daha gerçekçi (kayıplarla birlikte) hesaplara göre ise 15-20 ton He-3’e ihtiyaç vardır.

He-3, geleceğimizin temiz enerji kaynaklarından birisi olabilir ve Ay yüzeyinde bol miktarda bulunuyor. Geçtiğimiz yıllarda Chang-e görevleriyle Ay’a ulaşan Çin, oradan He-3 getireceğini açıklamıştı. Bu da Çin’in bir gök cisminden örnek getiren 3. ülke olmalarını sağlayacak. Daha önce NASA Mars’tan 500 gram toprak getirmeyi başarmıştı. Geçtiğimiz Aralık ayında da Japonlar, Ryugu adını verdikleri bir asteroidden, Hayabusa 2 göreviyle yaklaşık 2.5 kilogram örnek getirmeyi başardılar.

Asteroid madenciliğinin ilk adımı olarak görülen Hayabusa 2 görevi, bir anlamda çok büyük bilimsel başarımlar kazandı. Kendi yer çekimi neredeyse 0 olan bir gök cismi üzerinde robotları ile yüzey çalışmaları yapan Hayabusa uzay aracı, önce yüzeye bir patlayıcı bıraktı, ardından da uzantısında bulunan vakumlayıcı ile yüzeyden örnekler topladı. Yani madencilik yaptı. Bu asteroidin bileşiminde demir, nikel gibi elementlerin olması tahmin ediliyor ancak daha kesin bir açıklama gelmedi.

AsteroidTahmini Değer (Milyar $)Tahmini Kar (Milyar $){\displaystyle \Delta V(km/s)}Kompozisyon
Ryugu83304.663Nickel, iron, cobalt, water, nitrogen, hydrogen, ammonia
1989 ML1444.889Nickel, iron, cobalt
Nereus514.987Nickel, iron, cobalt
Bennu0.70.25.096Iron, hydrogen, ammonia, nitrogen
Didymos62165.162Nickel, iron, cobalt
2011 UW158725.189Platinum, nickel, iron, cobalt
Anteros5,5701,2505.440Magnesium silicate, aluminum, iron silicate
2001 CC21147305.636Magnesium silicate, aluminum, iron silicate
1992 TC84175.648Nickel, iron, cobalt
2001 SG1030.55.880Nickel, iron, cobalt
Psyche27.671.78Nickel, iron, cobalt, gold [59]

Öte yandan her gün B612 Vakfı tarafından yeni bir asteroid keşfedilerek isimlendiriliyor ve maddi açıdan değerleri hesaplanıyor. Asteroidler bileşimine göre 3 sınıfa ayrılıyorlar ve maddi açıdan değerleri hesaplanıyor.
C tipi asteroidler genel olarak su, fosfor ve organik bileşikler içeriyorlar. Maddi açıdan pek bir anlam ifade etmese de ileride kurulabilecek maden istasyonları için gereken su bu asteroidlerden karşılanabilir.
S tipi asteroidler kayacıl yüzeyli asteroidlerdir. Yaklaşık 10 metrelik bir S tipi asteroid yaklaşık 650 ton nikel, kobalt, demir gibi metaller içerebilir. 50 ton civarında da nadir metallerden altın, platin ve rodyum gibi madenleri içerebilir.
M tipi asteroidler çok nadir bulunurlar ve S tipi asteroidlerden 10 kat fazla metal içerebilirler.

Asteroidlerden sonra madencilik yapabileceğimiz en uygun yerler dış güneş sisteminde bulunan uydulardır. Bu uydulardan en ilgi çekeni ise Satürn’ün en büyük uydusu olan Titan. Aslına bakacak olursak Titan, madencilik için çok da elverişli bir yer olarak karşımıza çıkmıyor. Titan güneş sisteminde madenciliğin kontrol merkezi olabilir. Yüzeyinde bulunan hidrokarbon gölleri sayesinde burada bir madencilik kolonisi kurulabilir. Öyle ki Titan dünyanın 10 katından daha fazla hidrokarbon içeriyor.

YouTube Videomuz:

Salih Kaplan

Elektrik-Elektronik Mühendisliği 3. Sınıf Öğrencisi Metronompolis Kurucu Ortak Çakma Mühendis Kurucu Ortak Takıl Medya Kurucu Ortak(2021 Nisan'a kadar)

You may also like...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir