Startup vill dra upp rymdstenar i jättelika påsar till jordens omloppsbana

Kaliforniskt företag siktar på att utvinna rymdresurser på ett helt nytt sätt

Det Los Angeles-baserade bolaget TransAstra håller på att ta fram teknik för att fånga in asteroider som väger ungefär hundra ton. Syftet handlar inte om att göra intryck — det handlar om att bygga upp en rymdbaserad industri som förlitar sig på råvaror som redan finns där ute i yttre rymden.

Istället för att frakta allt material upp från jordens yta räknar ingenjörerna med att utnyttja de resurser som redan svävar runt i kosmos. Drömmen om asteroidbrytning börjar röra sig bort från science fiction och in i en värld av genomförbarhetsstudier och fungerande prototyper.

En uppblåsbar påse stor som ett enfamiljshus

TransAstra, med sitt huvudkontor i Los Angeles, utvecklar ett system som ska göra det möjligt att fånga in en asteroid stor som en villa. Kärnelementet är en jättelik uppblåsbar påse tillverkad av extremt tåliga polymerer — till exempel Kapton, som redan används i ett flertal rymduppdrag.

Enligt uppgifter från amerikanska teknikmedier har en ännu icke namngiven kund fått en genomförbarhetsstudie upprättad för ett uppdrag med det tillfälliga namnet New Moon. Ett sådant dokument innebär i praktiken en grundlig teknisk, ekonomisk och logistisk bedömning av projektets realism.

Forskare och investerare är överens om att framtiden för långvarig vistelse i rymden beror på förmågan att utnyttja lokala resurser. Om varenda kilo material och bränsle måste skickas upp från jorden förblir priset på interplanetära uppdrag astronomiskt högt. Asteroider erbjuder däremot vatten, metaller och andra ämnen precis där de kommer att behövas.

Så fungerar systemet med den gigantiska påsen

Konceptet verkar enkelt, även om genomförandet är extremt utmanande. Ett robotfordon flyger fram till en liten asteroid, vecklar ut en flexibel mantel runt den och packar gradvis in den. När stenen befinner sig inuti kan hela paketet dras säkert till en plats som är bättre lämpad för gruvrobotar.

Uppdraget går ut på att omsluta asteroiden med den ballongliknande strukturen, stabilisera dess rörelse och bogsera den till en stabil gravitationspunkt. Här ska någonting i stil med en orbital bearbetningsfabrik uppföras. Påsen måste klara kontakt med en oregelbunden och vass sten, mikrometeoritpåverkan och våldsamma temperaturvariationer.

Material som Kapton är välkända från tidigare rymduppdrag, men konstruktionens skala kommer att vara något helt nytt. Ingenjörerna planerar omfattande markbaserade tester samt orbitala demonstrationer på mindre testobjekt. En av nyckeluppgifterna är att säkerställa att påsen inte tappar sitt innehåll vid oavsiktlig skada, och att den kan absorbera plötsliga rörelser från asteroiden under transporten.

Lagrange-punkter som ideala orbitala fabriker

TransAstra överväger att dra infångade asteroider till närheten av Lagrange-punkt L2. Detta speciella område ligger cirka 1,5 miljoner kilometer från jorden på den motsatta sidan om solen. Här balanserar gravitationskrafterna från vår planet och solen delvis varandra, vilket gör det möjligt att hålla objekt på plats med relativt låg bränsleförbrukning.

Dessa punkter har länge dragit till sig ingenjörers uppmärksamhet. Avancerade rymdteleskop opererar i liknande områden, eftersom den stabila positionen underlättar både instrumentens arbete och kommunikationen. För en rymdbaserad gruvindustri utgör det en idealisk plats — långt från atmosfären och ändå nära nog för att upprätthålla kontakten med jorden.

Forskare från NASA och andra byråer har tidigare föreslagit att använda Lagrange-punkter till monteringsbaser eller bränsledepåer. TransAstra bygger vidare på dessa koncept, men fokuserar på mindre asteroider och en gradvis uppbyggnad av infrastruktur. Enligt bolagets chef Joel Sercel utgör infångade asteroider grunden för en framtida orbital industri, där robotar lär sig att bearbeta malmer och producera satellitkomponenter och bränsle till interplanetära uppdrag.

Typ C- och M-asteroider som källor till vatten, järn och sällsynta metaller

Den viktigaste anledningen till att startupföretaget intresserar sig för stenblock som kretsar runt i solsystemet är råvarorna. Många små asteroider är rika på vatten i form av is eller på metaller som kostar förmögenheter på jorden. Bolaget identifierar två särskilt attraktiva grupper av objekt:

• Typ C-asteroider — mörka, med högt innehåll av vattenis och kolföreningar
• Typ M-asteroider — starkt metalliska, fulla av järn, nickel och sällsynta metaller
• Väte och syre utvunnet från is som komponenter i raketbränsle
• Andningsluft till framtida bemannade baser
• Metaller som material till bärande konstruktioner och paneler
• Strålningsskydd tillverkat av asteroidjärn
• Motorkomponenter utvunna direkt i omloppsbana
• En produktionskedja nästan oberoende av resurser från jorden

Från is kan man utvinna väte och syre — alltså komponenterna i raketbränsle och andning i framtida bemannade baser. Metaller utgör dessutom materialet för tillverkning av bärande konstruktioner, paneler, strålningsskydd och motorkomponenter. I teorin ger det möjlighet att designa en produktionskedja som nästan inte använder resurser som skjuts upp från jordens yta.

Enligt bolagets egna uppskattningar finns det cirka 250 små asteroider inom räckhåll för möjliga uppdrag, som skulle kunna fångas in inom de närmaste femton åren. Vi talar om objekt med en diameter på upp till tjugo meter — för små för att utgöra ett allvarligt hot mot planeten, men tillräckligt rika för att det ska löna sig att utnyttja dem.

250 mål för infångning under det närmaste decenniet

Ett centralt element i planen är en flotta av återanvändbara farkoster. Istället för att bygga ett nytt fartyg varje gång vill TransAstra att de robotiserade bogserarna återvänder till jordens närhet, tankar bränsle — helst från tidigare infångade asteroider — och flyger iväg mot nästa mål. I ett sådant scenario borde varje efterföljande resa bli billigare och mer lönsam.

Forskarna hos TransAstra räknar med att det första uppdraget verifierar den grundläggande infångnings- och transportteknologin. Efterföljande flygningar ska gradvis förbättra metoderna och minska kostnaderna. Bolaget bygger på ett koncept om lärande genom praktik — varje infångad asteroid kommer att leverera värdefull information om materialens beteende, systemets stabilitet och de robotiserade operationernas effektivitet.

Ekonomin i en sådan verksamhet är ett kapitel för sig. Idag sjunker kostnaderna för att skicka ett kilogram nyttolast i omloppsbana kraftigt tack vare återanvändbara raketer, men de mäts fortfarande i tusentals dollar. Förespråkare för rymdgruvdrift hävdar att det på längre sikt kommer att vara billigare att utnyttja råvaror som finns tillgängliga utanför atmosfären.

Risker, säkerhet och frågor utan tydliga svar

Idén om att förvara en sten på flera tiotals tusen meter i diameter i jordens relativt nära omgivning väcker berättigade säkerhetsfrågor. Även ett litet fel under manövrering kan förändra ett objekts omloppsbana på ett sätt som är ogynnsamt för vår planet. TransAstras team argumenterar för att man endast kommer att fånga in små asteroider, som är långt lättare att hålla kontroll över än kilometerlånga kolossala kroppar.

Skeptiker pekar på kostnaderna för att bygga upp en robotflotta, risken för haverier och de enorma utgifterna för forskning och utveckling. Än så länge beror mycket på om uppdraget New Moon bekräftar hela konceptets realism och attraherar ytterligare investerare — både privata och institutionella, exempelvis statliga byråer som söker nya försörjningsmetoder för långdistansuppdrag.

I ett bredare sammanhang blir rymdgruvdrift dessutom en politisk och juridisk fråga. Det kommer att vara nödvändigt att besvara frågor om vem som har rätt att utnyttja en viss asteroid, hur vinsten fördelas och hur potentiella konflikter förebyggs. TransAstra håller alltså inte bara på att bygga teknologin för en påse till rymdstenar — bolaget skapar också en impuls för att etablera nya spelregler i ett rum som hittills främst har varit vetenskapens och forskningsuppdragets domän.

Från science fiction till verklig orbital industri

Idén om att fånga asteroider är inte ny. Liknande planer dök tidigare upp i dokument från NASA och andra företag, men ingen av dem kom längre än konceptfasen eller tidiga analyser. TransAstra skiljer sig åt i sitt tillvägagångssätt — bolaget koncentrerar sig på mindre objekt, enklare infångningsmekanik och en gradvis uppbyggnad av infrastruktur i omloppsbana.

Om bara en del av visionen realiseras kan vårt sätt att bygga satelliter och stora konstruktioner förändras fundamentalt. Istället för att montera enorma teleskop på jorden och sätta ihop dem i omloppsbana från dyra moduler, skulle ingenjörerna kunna utnyttja komponenter tillverkade direkt av asteroidmalmer. Ett sådant tillvägagångssätt öppnar vägen till billigare uppdrag till Mars eller asteroidbältet, eftersom bränsle och konstruktionsmaterial kommer från rutten själv — inte från jordens yta.

För den vanliga läsaren låter det som en avlägsen vision, men de första stegen sker just nu i form av undersökningar, simuleringar och prototyper. Under de kommande åren är det värt att följa med i om det börjar växa upp ett helt ekosystem av företag kring projekt som New Moon — från robottillverkare över mjukvaruleverantörer till operatörer av orbitala raffinaderier och tankstationer för rymdfarkoster. Kanske upplever du en tid då komponenterna i din telefon eller din solpanel kommer från metall utvunnen någonstans mellan Mars och Jupiter.