Het lijkt nu nog iets voor een goede science-fiction film, maar het zal toch iets serieus worden: ruimtemijnbouw op planetoïden in de ruimte. Er zijn zelfs verwachtingen dat de eerste biljonair een ruimtemijnbouw ondernemer zal zijn.

De meesten van ons denken bij een planetoïde aan een flinke ruimtekei. Niet heel bijzonder en zo op het eerste gezicht niet heel waardevol. Maar de ondernemer van de toekomst denkt daar dus heel anders over. Om te begrijpen wat planetoïden zo waardevol maakt, moeten we terug naar het begin…

Het begin
Ons zonnestelsel is 4,6 miljard jaar geleden ontstaan uit een gaswolk die samentrok onder invloed van gravitatie. In het midden van deze wolk ontstond onze zon. Uit een deel van het resterende materiaal ontstonden planeten met hun manen. Niet al het materiaal ging op in de zon, planeten en manen. Het overgebleven materiaal vormde losse rotsblokken die in een baan rond de zon of planeten terechtkwamen. Dit zijn de planetoïden van nu. Gravitatie zorgt ervoor dat er harder aan zware elementen getrokken wordt. Hierdoor zijn er in het midden van ons zonnestelsel meer rotsachtige planeten, maar hierdoor zijn ook de zwaarste elementen in de kern van planeten terechtgekomen. Hier kwam verandering in toen zo’n 4 miljard jaar geleden het ‘Late Heavy Bombardment’ plaatsvond. In deze periode werden planeten getroffen door opvallend veel inslagen van planetoïden. Hierdoor werden de buitenste lagen verrijkt met zwaardere elementen, zoals nikkel, goud, zilver, kobalt, mangaan, ijzer enzovoorts. Deze elementen werden belangrijk voor de mens en door hun zeldzaamheid veel geld waard. Dit verklaart waarom de bronnen van deze elementen op ons aardoppervlak, de planetoïden, dus zoveel geld waard zijn.


Hier zie je een planetoïde. Ida, om precies te zijn. En wie goed kijkt, ziet op de achtergrond ook het maantje dat deze planetoïde rijk is. Afbeelding: NASA / JPL.

Welke planetoïde
Maar niet elke planetoïde heeft dezelfde samenstelling; er worden verschillende typen planetoïden onderscheiden.
– Zo behoren 75% van de planetoïden tot type C. Deze zijn waterstofrijk en dus onder meer handig voor eventuele tussenstops voor ruimtevaartuigen om brandstof bij te tanken. Dit zal het gewicht van een ruimtevaartuig en daarmee de kosten van ruimtevaart flink naar beneden halen, omdat er geen brandstof voor een complete missie hoeft te worden meegenomen.
– 17% van de planetoïden behoren tot het type S. Op deze planetoïden bevinden zich vooral veel metalen. Zo is er goud, platina, nikkel en kobalt te vinden. Sommige planetoïden bevatten wel meer dan 50 kilogram goud of platinum en 650.000 kg andere metalen.
– De rest van de planetoïden behoort tot het M-type. Deze zijn vergelijkbaar met het S-type, maar bevatten tot wel tien maal meer metalen.
Veel planetoïden bevinden zich in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Daarbuiten zijn er ook enkele dichter bij de aarde – ook wel bekend als Near-Earth Objects (NEO) – deze zijn het meest aantrekkelijk voor de eerste ruimtemijnbouw-missies.

Economie
Ruimtemijnbouw is geen goedkope business, dus je kunt je terecht afvragen of het wel het geld waard is. Als we doorgaan met het goedkoper maken van de ruimtevaart, zoals door middel van het gebruik van herbruikbare lanceerraketten, zal ruimtemijnbouw zeker veel geld op kunnen leveren. Bedenk wel dat er economische risico’s zijn. Zo kan ruimtemijnbouw een enorme invloed krijgen op onze huidige economie. Grondstoffen die we in grote hoeveelheden van planetoïden kunnen halen, kunnen ervoor zorgen dat het aanbod groter is dan de vraag, waardoor de waarde van deze materialen enorm kan afnemen.

Deze artistieke impressie laat de planetoïde Psyche zien. Deze bevat zoveel goud en platina dat dit hemellichaam een waarde heeft van 9 biljoen(!) euro. Afbeelding: Maxar / ASU / P. Rubin / NASA / JPL-Caltech.

Huidige en verleden missies
Tijdens enkele voorgaande missies is al aangetoond dat het mogelijk is om te landen op planetoïden. Zo was de Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR)-Shoemaker-missie de eerste die landde op een planetoïde in 1996. En in 2014 zette ESA lander Philae op de planetoïde 67P/Churyumov-Gerasimenko. Ook is al aangetoond dat we materialen van planetoïden kunnen meenemen naar de aarde. Dit zagen we met JAXA’s missie Hayabusa 2 die recent landde op het oppervlak van planetoïde Ryugu en deze en passant bemonsterde. De ruimtesonde wordt volgend jaar – met enkele monsters van het oppervlak van de planetoïde – terug op aarde verwacht. Deze missie werd bovendien al voorafgegaan door Hayabusa, die in 2010 met monsters van planetoïde Itokawa terugkwam. Een soortgelijke missie van NASA, genaamd OSIRIS-Rex, zal in 2023 terugkomen met materiaal van planetoïde Bennu.
Dit zijn allemaal geen directe ruimtemijnbouwmissies, maar tonen wel aan dat we in staat zijn om te landen op een planetoïde en materiaal van zo’n ruimtesteen af te nemen.


Deze artistieke impressie laat zien hoe Hayabusa 2 het oppervlak van Ryugu bemonstert. Afbeelding: JAXA (via NASA).

Toekomst
Voor de toekomst zijn er nog veel stappen te zetten om ruimtemijnbouw in de praktijk te brengen. Toch zijn er al bedrijven, zoals Planetary Resources (sinds 2009) en Deep Space Industries (sinds 2013) en nog enkele anderen, die al volop bezig zijn met testen en plannen maken voor ruimtemijnbouwmissies. Hoewel het altijd gevaarlijk is om al data te noemen in de ruimtevaart, wordt er nu verwacht dat rond 2030 de eerste ruimtemijnbouwmissies zullen plaatsvinden. Daarvoor gaat Planetary Resources in 2020 al een verkenningstocht maken om te onderzoeken welke Near Earth Objects het meest geschikt zijn om water vandaan te halen als brandstof.
Uiteindelijk mogen we verwachten dat complete ruimtemijnbouwbedrijven zich in de ruimte bevinden. Het is namelijk goedkoper om de ruimtemijnbouw apparatuur op de locatie zelf in elkaar te zetten, in plaats van complete systemen vanaf aarde te lanceren. De grondstoffen die op de planetoïden ontgonnen worden, kunnen lokaal ook gebruikt worden om de apparatuur van brandstof (waterstof) en onderdelen (metalen) te voorzien. Het ontginnen zelf kan variëren van het verwijderen van materiaal van het oppervlak van een planetoïde tot diep boren in een planetoïde. Het boren zorgt wel voor veel stof, dat, door de kleine gravitatiekracht van de planetoïde, blijft ‘rondzweven’ wat niet echt praktisch werken is. Er kan verder gedacht worden aan het verslepen van een complete planetoïde richting de aarde. Om die daarna vanuit een dichte baan rond de aarde te ontginnen.

Ruimterecht
Eén van de beste locaties voor ruimtemijnbouwbedrijven is momenteel in Luxemburg. Een speciale wet in Luxemburg schrijft namelijk voor dat het toegestaan is om je materiaal uit de ruimte toe te eigenen. Dit maakt het extra aantrekkelijk voor start-ups die zich richten op ruimtemijnbouw om zich hier te vestigen. Ook in de VS is er in 2015 een nieuwe wet aangenomen die bedrijven in de VS het recht geeft om natuurlijke grondstoffen van andere hemellichamen en planetoïden te bezitten en verkopen. Deze wetten lijken in te gaan tegen de principes die eerder zijn vastgelegd in internationale ruimteverdragen, zoals de Outer Space Treaty (OST) uit 1967. Er wordt met de OST vooral duidelijk gemaakt dat ruimtevaartexploratie ten gunste van alle landen moet zijn. Dit was in die tijd om te voorkomen dat er nucleaire wapens de ruimte in gestuurd werden en de vrede in de ruimte te bewaren. Verder is volgens de OST de ruimte een ‘provincie van de mensheid’ en is het niet de bedoeling hemellichamen te beschadigen en vervuilen. Er werd in de tijd van het opstellen van de OST niet gedacht aan privatisering van de ruimtevaart en het beginnen van ruimtemijnbouw. De OST lijkt ruimtemijnbouw dus niet echt toe te staan, maar via nieuwe wetgeving kan met een omweg de ruimtemijnbouw ons aan een nieuwe goudkoorts helpen. Net zoals we die in het verleden in het Wilde Westen zagen en waarbij conflicten op de loer liggen en enkelingen met het grote geld zullen weglopen. Daarmee zal de economie op zijn kop kunnen worden gezet.
Aan de andere kant moeten we niet vergeten dat ruimtemijnbouw, als de grondstoffen nuttig ingezet worden, de wereld wel beter kan maken. Het kan ons helpen aan materialen die hier schaars zijn of in de toekomst gaan worden. Een ander voordeel is dat als we mijnbouw verplaatsen naar de ruimte, we hier op aarde minder risico lopen op milieu- en klimaatschade.

Zal ruimtemijnbouw er komen?
Het is uiteindelijk geen vraag of ruimtemijnbouw er komt, maar eerder een vraag wanneer en op welke manier dit onze wereld en de werelden daarbuiten gaat veranderen.

Over de auteur
Jurjen de Jong (1993) heeft een bachelor wiskunde en bachelor natuurkunde behaald in Utrecht en een master wiskundige natuur-en sterrenkunde in Gent afgerond. Onlangs rondde hij de master-na-master in Space Studies in Leuven af met een stage bij de ESA en momenteel werkt hij als data scientist. Jurjen leest graag over de verschillende ontdekkingen en ontwikkelingen op wetenschapsgebied en door er over te schrijven hoopt hij zijn kennis te delen met een groter publiek. Zijn artikelen verschijnen niet alleen op Scientias.nl, maar ook op een blog die hij recent lanceerde: Asbronomers.com. Eerder verscheen van Jurjens hand al dit interessante artikel waarin hij uitzoekt of het nodig is dat ook de ruimtevaart groener wordt. Ook zocht hij voor Scientias.nl uit of de ruimtelift werkelijk toekomst heeft. Recent publiceerde hij ook een artikel over de Parker Solar Probe: een ruimtesonde die binnenkort de zon gaat ‘aantikken’ en de veelbesproken Riemann-hypothese.