Tata surya, sumber daya masa depan (2/4): eksplorasi asteroid

Eksplorasi asteroid mewakili titik balik dalam cara manusia memahami ruang dan penggunaannya. Ini merupakan bukti langsung dari unsur-unsur dasar pembentukan planet, yang nilainya tidak dapat diperkirakan dari sudut pandang ilmiah, tetapi juga dari sudut pandang ekonomi, karena mereka menambang emas, besi, berlian, batu bara, dan tanah jarang. Selain itu, dari perspektif perluasan ruang angkasa, pencarian air di asteroid menjadi sangat penting karena memungkinkan adanya penghidupan dan mengurangi biaya pemukiman manusia, serta digunakan sebagai bahan bakar untuk peluncur atau perisai dari radiasi.

Namun, sebelum dapat mencapai fase perencanaan dan peluncuran misi yang lengkap, studi dan evaluasi sumber daya yang ada saat ini sangatlah penting.

Hingga saat ini, terbatasnya jumlah asteroid atau planet kerdil yang dikunjungi, hanya 17, memerlukan perluasan sampel untuk mempelajari dan mengevaluasi kandidat baru. Jelas bahwa tahap awal ini harus dilakukan melalui penggunaan probe, KubusSat, pendarat e bajak dikendalikan dari jarak jauh. Faktanya, kehadiran manusia di lapangan tidak menjamin adanya nilai tambah, melainkan pertumbuhan eksponensial dalam biaya dan kompleksitas misi.

Asteroid Dekat Bumi, tambang baru sumber daya strategis

Karena keterbatasan teknologi, misi pertama akan menargetkan NEA, asteroid terdekat. Lintasan benda-benda tersebut dapat menyerempet orbit bumi atau memotongnya. Mereka dibagi menjadi empat subkelas dengan karakteristik orbital yang khas:

• Atiras : orbit yang seluruhnya terdapat pada orbit bumi;

• Aten: dengan orbit yang sebagian besar berada di dalam orbit bumi;

• Apollo: memotong orbit bumi;

• Amor: dengan orbit yang memotong orbit Mars dan menyentuh orbit Bumi.

Penemuan keberadaan besi, nikel dan kobalt pada dua asteroid NEA, 1986 DA dan 2016 ED85 telah menarik banyak perhatian, menunjukkan keberadaan logam di permukaan sebesar 85%.¹. Ini berarti jumlah logam yang ada lebih tinggi dibandingkan cadangan nikel, besi, dan kobalt di bumi.

Oleh karena itu ekstraksi material yang ada di NEA tidak lagi dapat dianggap sekadar peluang. Memang benar, sumber daya di bumi tersedia kelelahan, sementara permintaan, biaya ekonomi dan lingkungan terus meningkat. Dampak dari skenario ini berdampak pada ketersediaan barang-barang konsumsi yang mempunyai nilai tambah tinggi, sehingga mengakibatkan kelahiran konflik nasional dan global dalam perlombaan sumber daya. Terakhir, proyeksi terbaru yang diterbitkan oleh PBB mengenai peningkatan populasi dunia memperkirakan bahwa jumlah tersebut akan mencapai 10 miliar pada tahun 2050. Fakta ini berarti peningkatan struktural dalam permintaan sebesar 25% dibandingkan saat ini. Karena semua alasan ini, eksploitasi bahan baku asteroid saat ini dianggap sebagai salah satunya kebutuhan eksistensial bagi manusia dan pertumbuhannya.

Eksplorasi robotik di dua asteroid: 433 Eros dan 1221 Amor

Asteroid diidentifikasi sebagai target misi analisis: 433 Eros dan 1221 Amor, termasuk dalam subkelas Amor.

433 Ero bertepatan dengan asteroid pertama tempat pendaratan dilakukan, yang terjadi pada 12 Februari 2001 dengan wahana NEAR², setelah sekitar satu tahun dihabiskan untuk mempelajari karakteristik orbital, morfologi, topografi, dan komposisi asteroid. Di bawah ini adalah parameter fisik utama benda tersebut, yang diperoleh dengan menggabungkan pengamatan dari darat dan pengamatan dari misi NEAR:

L 'albedo ini adalah parameter mendasar yang memungkinkan klasifikasi spektral asteroid berdasarkan spektrum reflektansinya, dan memberikan informasi tentang ukurannya. Selain itu, hal ini sangat bergantung pada komposisi kimia permukaan tubuh. Secara spesifik 433 Eros termasuk dalam kelas spektral S sehingga didominasi oleh silikat dengan kontaminasi logam seperti besi-nikel.

Sebaliknya, hanya ada sedikit informasi mengenai hal ini 1221 cinta. Meskipun 433 Eros merupakan kandidat ideal untuk fase awal misi, karena memiliki jumlah data yang cukup untuk membandingkan pengamatan instrumen muatan, kurangnya klasifikasi spektral 1221 Amor membuka jalan ke skenario yang berbeda. Faktanya, itu bisa saja termasuk dalam kelas M, terutama kaya akan logam dan karenanya dari nilai ekonomi yang tinggi. Tak hanya itu, orbitnya mencapai jarak minimum dari Bumi sebesar 0.11 AU dan dihitung antara tahun 2105 hingga 2153 ia akan melakukan pendekatan terdekat sebanyak tujuh kali.³. Kedua karakteristik di atas, dipadukan dengan perkiraan ukurannya, diameter sekitar 1 km, menjadikannya kandidat yang menarik untuk ditambang.

Landasan studi kasus yang dimaksud: prospek dan kepraktisan

Analisis bertujuan untuk merancang misi studi dan evaluasi sumber daya mineral yang terdapat pada 433 Eros dan 1221 Amor, juga memberikan informasi tentang morfologi, topografi, dan kemungkinan adanya medan magnet intrinsik. Dirancang sebagai misi modular, misi ini dapat disesuaikan dengan banyak NEA lainnya dan dapat bertahan berkat keserbagunaannya KubusSat, titik awal misi penambangan bahkan di luar orbit Mars, di sabuk utama.

Secara khusus, konsep ini berfokus pada pelepasan dua armada dari CubeSat di dekat dua target dari platform yang mampu mencapai 433 Eros terlebih dahulu, tetap berada dalam penerbangan koplanar dengan asteroid selama beberapa waktu, dan kemudian berangkat lagi menuju 1221 Amor.

Muatan

Untuk mendeteksi unsur kimia dan kelimpahan relatifnya, alat yang penting adalah spektrometer sinar gamma resolusi tinggi.

Dengan mengamati spektrum radiasi yang muncul, komposisi kimia dan kelimpahan unsur-unsur yang ada dalam media penyebarannya dapat diidentifikasi, tanpa harus mendarat di asteroid atau menggali permukaannya.

Aspek menarik lainnya adalah medan magnet asteroid, yang akan memberikan informasi tentang evolusi geologisnya dan juga kelimpahan bahan kimia yang ada di bawah permukaannya. Salah satu dari magnetometer terbukti terbang dengan dimensi yang kompatibel dengan pemasangan pada CubeSat adalah DFGM⁴.

Karakteristik morfologi dan topografi asteroid juga merupakan informasi penting untuk memperoleh pemetaan benda langit secara rinci, antara lain untuk mengidentifikasi lokasi pendaratan atau instalasi instrumentasi terbaik. Instrumen acuan dalam hal ini bertepatan dengan satu kamar optik pankromatik mirip dengan yang dikembangkan oleh kolaborasi antara Argotec dan ASI, dapat dialokasikan ke a 6U KubusSat.

Terakhir, bus yang digunakan untuk mengangkut kedua armada CubeSat juga dapat digunakan sebagai tempat instrumentasi ilmiah. Berada di orbit koplanar dengan dua target, rotasi kedua asteroid dapat dimanfaatkan untuk melakukan pengukuran morfologi, altimetrik, dan reflektansi permukaannya, melalui a LiDAR dirancang khusus untuk eksplorasi asteroid dan komet. Diantaranya, salah satu yang paling menarik adalah SALi⁵, yang memanfaatkan teknik modulasi RZPN dari laser serat optik.

Dimasukkannya LiDAR akan memberikan pengukuran pelengkap dibandingkan yang dilakukan dengan kamera pankromatik, terutama untuk kamera altimetrik. Dengan demikian kita dapat mencapai pemahaman lengkap tentang morfologi dan topologi dari dua benda yang diperiksa, sehingga memenuhi tujuan misi sepenuhnya.

Setelah memilih desain modular, kita dapat membayangkan tiga CubeSat beroperasi untuk setiap asteroid. Masing-masing akan menampung spektrometer sinar gamma, magnetometer, dan kamera pankromatik.

Untuk mengusulkan perkiraan massa keseluruhan dan dimensi enam CubeSat, LiciaCube, satelit 6U dan 14 kg, dengan mempertimbangkan semua subsistemnya, diambil sebagai referensi.

Oleh karena itu, instrumentasi ilmiah tersebut akan menempati volume sebesar 36U dengan massa total 84 kg. Untuk nilai ini harus ditambah 10 kg LiDAR yang dipasang langsung di bus.

Tapi yang mana aktor bisakah mereka memainkan peran jangka pendek dalam eksplorasi dan eksploitasi asteroid? Saat ini, nTidak ada undang-undang diakui secara unilateral dan global mengenai eksploitasi sumber daya mineral di luar atmosfer bumi, namun sejak tahun 2015 undang-undang nasional telah diundangkan mengenai topik tersebut. CSLCA Amerika⁶ Perjanjian ini mengakui bahwa individu dapat mengekstraksi dan menjual sumber daya ruang angkasa untuk mendapatkan keuntungan. Hal ini diikuti oleh “Undang-undang tanggal 20 Juli 2017 tentang eksplorasi dan penggunaan sumber daya luar angkasa” di Luksemburg.⁷, yang menyatakan bahwa sumber daya ruang angkasa dapat digunakan untuk tujuan komersial oleh semua warga negara yang memiliki izin.

Jika dalam kasus Luksemburg, pilihannya ditentukan oleh upaya untuk berperan sebagai garda depan New Space, pilihan AS bisa mempunyai bobot yang sangat berbeda. Faktanya, hal ini sejalan dengan strategi yang diterapkan sejak pensiunnya Pesawat Ulang-alik, yang telah menghasilkan masuknya generasi baru individu ke dalam sektor luar angkasa dan peluncur.

SpaceX milik Elon Musk telah memberi Amerika Serikat pengaruh ekonomi yang penting, mampu mengungguli persaingan di pasar, namun juga memiliki keunggulan strategis yang cukup besar dibandingkan Tiongkok dan Rusia. Hal ini dapat diidentifikasi tidak hanya dalam arti luas akses ke luar angkasa dari wilayahnya sendiri, tetapi juga dalam proyek-proyek seperti konstelasi Starlink dan programnya perisai bintang. Jumlah satelit yang digunakan, dengan ketahanan yang sangat tinggi dan jangkauan global, penerapan langsung dalam konflik Rusia-Ukraina dan ketersediaan database NASA untuk penghindaran tabrakan di Starlink, telah membuat khawatir kanselir lawan.

Skenario serupa juga dapat terulang dalam konteks ini logistik luar angkasa (Blue Origin), dan di dalamnya stasiun luar angkasa di orbit rendah (Axiom Space, Sierra Space, Nanoracks, VoyagLockheed Martin dan Northrop Grumman). Demikian pula, strategi NASA konsisten dengan strategi dekade terakhir, yang bertujuan untuk mengembangkan kapasitas akses, logistik, manajemen, dan perlindungan aktual pada orbit rendah secara luas. Pertimbangan yang sama juga dapat ditiru dalam kasus kembalinya ke Bulan, oleh karena itu, sulit membayangkan bahwa eksploitasi sumber daya mineral NEA dapat dilakukan oleh Amerika Serikat dengan cara yang berbeda.

Tentu saja, di samping pertimbangan-pertimbangan strategis, industri dan politik ini juga harus ditambahkan ketidakmungkinan negara untuk menjadi pemilik benda-benda langit.⁸. Dalam hipotesis yang tidak realistis yang menyebabkan kegagalan prinsip ini, masih sulit membayangkan prospek redistribusi kekayaan yang dihasilkan oleh eksploitasi NEA. Oleh karena itu, tampaknya bukan suatu kebetulan bahwa di antara lima perusahaan pertambangan luar angkasa utama di dunia, tiga di antaranya berasal dari Amerika: Karman +, TransAstra, dan AstroForge.

Jelas bahwa ketersediaan sumber daya yang besar, kemampuan untuk mengubahnya sehingga menghasilkan keuntungan dan pembangunan, mampu mencapai tujuan tersebut menarik pelanggan, memodifikasi dalam segala hal struktur geopolitik yang ada. Contoh terbaru dapat diidentifikasi di BIS, kontra-globalisasi yang dipimpin Tiongkok, yang mampu menarik, melalui penandatanganan MoU, 147 negara berkat pengaruh geoekonomi⁹.

Oleh karena itu eksploitasi sumber daya mineral luar angkasa akan ditandai dengan persaingan yang kuat. Di satu sisi, blok Barat, di mana perusahaan swasta akan berperan sebagai pionir ruang angkasa baru, saling bersaing. Tujuan utamanya adalah untuk membebaskan diri dari pasokan logam tanah jarang dari Tiongkok¹⁰, yang akan ditambah dengan akses terhadap cadangan nikel yang lebih besar, yang 50% diantaranya berlokasi di Australia, Indonesia, Afrika Selatan, Rusia dan Kanada.¹¹. Menurut perkiraan terakhir, kompleks pertambangan terbesar di Australia dan Kanada hanya akan tetap beroperasi hingga tahun 2035, paling lambat tahun 2043.¹², menyerahkan keunggulan produksi kepada negara-negara yang, paling banter, berada di perbatasan wilayah pengaruh Tiongkok.

Di blok Barat, iklimnya adalah konfrontasi sengit, karena skala investasinya yang besar, tetapi juga keuntungannya. Namun, mengingat nilai strategis dan orientasi industri militer baru dari aparat AS, para pionir baru ini akan sangat didukung oleh badan-badan publik, yang akan mendorong mereka untuk membentuk sebuah sistem.¹³. Terlepas dari keuntungan yang dipertaruhkan, untuk membenarkan investasi sebesar ini dan mendorong konsolidasi blok tersebut, kehadiran lawan yang layak, mampu meruntuhkan keutamaan Barat, khususnya teknologi. Faktanya, kecenderungan negara-negara demokrasi adalah bereaksi, bukan bertindak¹⁴. Sebuah pendekatan yang baru-baru ini dilakukan terhadap Rusia setelah invasi Ukraina, sebuah fenomena yang, pada kenyataannya, telah menyatukan dan menghidupkan kembali NATO.

La Cina, yang dicita-citakan pemimpin Dunia Selatan, mewujudkan peran ini dengan sempurna. Selain BRI (Belt and Road Initiative, red.), diplomasi Tiongkok telah meluncurkan berbagai inisiatif multilateral mulai tahun 2021. Yang pertama adalah GDI (Global Development Initiative, red.) yang bertujuan untuk mempercepat pencapaian SDGs (Sustainable development goal, red.) pada tahun 2030¹⁵. Ditambah lagi dengan GSI (Global Security Initiative, ed.) dan GCI (Global China Initiative, ed.), masing-masing merupakan poin program dari arsitektur keamanan dan pilar budaya dari sistem yang dipimpin Tiongkok, yang tentu saja merupakan alternatif dari sistem yang dipimpin Barat. yang¹⁶. Meskipun tidak jelas, dokumen-dokumen kebijakan ini menguraikan a tatanan internasional baru, berdasarkan pada "toleransi, hidup berdampingan, pertukaran dan saling belajar"¹⁷. Inisiatif-inisiatif ini, secara keseluruhan, berorientasi pada Dunia Selatan yang berulang kali bertentangan dengan blok Barat.

Dalam konteks ini, Tiongkok dapat mengambil peran utama, melalui proyek kerja sama dan pengaruh ekonomi yang disebutkan di atas. Secara khusus, Beijing telah berupaya keras dalam program UNOOSA "Akses ke Luar Angkasa untuk Semua", yang menjamin peluang bagi penelitian ilmiah mengenai Tiangong 1. Meskipun terbuka untuk kolaborasi ilmiah, kecil kemungkinannya untuk memilih pembentukan program eksplorasi ruang angkasa bersama dengan negara-negara lain atau negara berkembangFaktanya, tidak ada peluang khusus dalam pengembangan infrastruktur yang diperlukan untuk menetap di Bulan, mengeksploitasi NEA, atau mendarat di Mars.¹⁸. Lebih tepatnya, Kemungkinan besar hasil yang diperoleh dari pengendalian asteroid akan digunakan untuk membiayai ambisi globalisasi yang dipimpin Tiongkok, menggunakan pengaruh geoekonomi untuk melemahkan dominasi AS.

►Baca bagian pertama "Tata surya, sumber daya masa depan (1/4): ilmu pengetahuan dan teknologi dalam eksplorasi ruang angkasa"

►Baca bagian ketiga "Tata surya, sumber daya masa depan (3/4): eksplorasi bulan"

►Baca bagian keempat "Tata surya, sumber daya masa depan (4/4): pertimbangan etis-psikologis dalam eksplorasi ruang angkasa manusia"

_Sumber