Dinge Erklärt – Kurzgesagt
Dinge Erklärt – Kurzgesagt
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Quellen – BergbauimAll
Quellen – BergbauimAll
– Diesen Fortschritt und die ganzen tollen Geräte, die du für selbstverständlich hältst, gäbe es nicht ohne seltene und wertvolle Rohstoffe wie Terbium, Neodym oder Tantal.
#Basic Information about Electronics Stewardship, retrieved 2019
https://www.epa.gov/smm-electronics/basic-information-about-electronics-stewardship
Quote. “Raw or virgin materials such as oil, iron, gold, palladium, platinum, copper and critical elements are found in a myriad of high-tech electronics.“
#Measurement of Gold and Other Metals in Electronic and Automotive Waste Using Gamma Activation Analysis, 2016
https://link.springer.com/article/10.1007/s40831-016-0051-y
Quote: “Other elements detected in one or more of the samples include barium, tantalum, yttrium, neodymium, and strontium. It should be noted that the sensitivity of the GAA method varies significantly from element to element.”
#REE - Rare Earth Elements and their Uses, retrieved 2019
https://geology.com/articles/rare-earth-elements/
Quote: “Rare earth metals and alloys that contain them are used in many devices that people use every day such as computer memory, DVDs, rechargeable batteries, cell phones, catalytic converters, magnets, fluorescent lighting and much more.”
– Bergbau ist verantwortlich für Luft und Wasserverschmutzung und zerstört ganze Landstriche.
#What Is The Environmental Impact Of The Mining Industry?, retrieved 2019
https://www.worldatlas.com/articles/what-is-the-environmental-impact-of-the-mining-industry.html
Quote: “Mining adversely affects the environment by inducing loss of biodiversity, soil erosion, and contamination of surface water, groundwater, and soil.“
#How can metal mining impact the environment?, retrieved 2019
https://www.americangeosciences.org/critical-issues/faq/how-can-metal-mining-impact-environment
Quote: “Operations and waste products associated with metal extraction and processing are the principal causes of environmental concerns about metal mining. Concerns include: Physical disturbances to the landscape; Soil and water contamination; Air contamination; Public safety“
#Environmental and social impacts of mining and their mitigation, 2016
Quote: “Major environmental impacts arising from mining activities include: Water accessibility and quality; Air quality; Land disturbance; Waste generation; Biodiversity loss; Nuisance and disturbance“
– Gefährliche Chemikalien wie Cyanide, Schwefelsäure und Chlor werden genutzt um die Bodenschätze zu extrahieren, bedrohen dabei die Biodiversität und schädigen Arbeiter und Anwohner.
#Environmental and social impacts of mining and their mitigation, 2016
Quote: “Heap leaching and blasting operations also lead to elevated levels of cyanide and nitrogen compounds (ammonia, nitrate, nitrite) in water resources. The poor quality of water affected by mining is not only unsuitable for human consumption, 20 but also has devastating effects on water bodies (rivers, lakes) and aquatic life. The surface water quality also negatively affects the terrestrial
wildlife.”
#Leaching platinum-group metals in a sulfuric acid/chloride solution, 2003
Quote: “Industrial catalyst losses were examined for the recovery of platinum, palladium, and rhodium by leaching with a mixture of sulfuric acid and sodium chloride to avoid using aqua regia or autoclave conditions.”
– Bodenschätze sind auch politische Werkzeuge: Wenn Länder den Zugriff auf sie verweigern, können sie dadurch Macht ausüben.
#A systemic approach to the problems of the rare earth market, 2016
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030142071630126X
Quote: “This paper examines these distortions of the rare earth market with a systemic approach. Problems are identified and structured qualitatively in order to expose their economic and political connections. The systemic problems are (1) competing political-economic models, (2) resource nationalism, (3) market opacity, (4) a lack of trust, (5) weak cooperation and (6) short-versus long-term approaches and profit orientation.“
– Asteroiden sind nichts anderes Millionen Billionen Tonnen Gestein, Metall und Eis, Überreste des Nebels aus dem vor 4,5 Milliarden Jahren die Planeten entstanden sind.
#NASA: Asteroids, 2019
https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/in-depth/
Quote. “Asteroids, sometimes called minor planets, are rocky remnants left over from the early formation of our solar system about 4.6 billion years ago.”
Diese Studie wollte die individuellen Massen von größeren Asteroiden und die Gesamtmasse des Asteroidengürtels errechnen. Für alle Asteroiden im Asteroidengürtel zusammen ergab sich ein Wert von 12.25 * 10-10 Sonnenmassen:
#Masses of asteroids and total mass of the main asteroid belt, 2016
https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/S1743921315008388
Quote: “The obtained value of the total mass of the main asteroid belt is (12.25±0.19)10−10Mo.”
1 Sonnenmasse entspricht ungefähr 1.989 * 1030 kg. 12.25 * 10-10 mal die Masse der Sonne entspricht also ca. 210 Millionen Billionen kg:
(12.25* 10-10) * 1.989*1030 kg = 24.3*1020 kg = 243 000 000 000 000 000 000 kg
Astronomen können ziemlich viel über Asteroiden rauskriegen, indem sie sie einfach durch ein Teleskop betrachten. Die Farbe und Helligkeit eines Asteroiden verrät zum Beispiel schon einiges über seine Zusammensetzung:
#Distribution of taxonomic classes and the compositional structure of the asteroid belt, 1989
– Selbst verhältnismäßig kleine metallische Asteroiden können wertvolle Metalle im Wert von Billionen Euro enthalten.
#Will we mine asteroids?, 2015
https://phys.org/news/2015-01-asteroids.html
Quote. “It's been said that a single asteroid might be worth trillions of dollars in precious rare metals.”
“Just a single 30-meter asteroid, like the recently discovered 2012 DA14, is worth $20 trillion dollars.“
#Asteroid mining with small spacecraft and its economic feasibility. 2019
https://arxiv.org/pdf/1808.05099.pdf
Quote: "More recent analysis suggests that specifically Near-Earth Asteroids (NEAs)
are close enough and could contain trillions of dollars worth of precious metals and minerals, potentially making the endeavor feasible"
–Größere Asteroiden wie “(16) Psyche” könnten genug Eisen-Nickel-Legierungen enthalten, um den weltweiten Bedarf an Metall für Millionen Jahre zu decken.
#Motion of the asteroid (13206) 1997GC22 and the mass of (16) Psyche, 2002
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2002/44/aaef242.pdf
Quote: “The values for the mass (3.380.28)10−11M and density of (16) Psyche (6.980.58) g cm−3 obtained from the close encounter used in this analysis is the first successfull attempt based on a dynamical method, leading to the conclusion that composition of an asteroid is metallic. The mass of Psyche (2.50.1)10−11M based on its taxonomic type is about 26% smaller. “
#16 Psyche, 2019
https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/16-psyche/in-depth/
Quote: “scientists think the M-type (metallic) asteroid 16 Psyche is comprised mostly of metallic iron and nickel similar to Earth’s core. “
16 Psyche hat eine Masse von ungefähr 2.7 * 1016 Tonnen und besteht zu 90% aus Eisen. Wir bauen jedes Jahr etwa 2.5 * 106 Tonnen Eisen ab. Unseren aktuellen Verbrauch könnte Psyche also für Millionen von Jahren decken, wenn nicht sogar noch weitaus länger.
– Bei den heutigen Marktpreisen wären alleine die Edelmetalle darin Billiarden Euro wert.
#NASA Will Reach Unique Metal Asteroid Worth $10,000 Quadrillion Four Years Early, 2017
Quote: “NASA has fast-tracked the Psyche mission to visit a one-of-a-kind asteroid worth $10,000 quadrillion.”
– Es gibt zum Beispiel 20 Millionen Tonnen Gold im Wert von etwa 700 Billionen Euro im Wasser aller Ozeane.
#$771 Trillion Worth Of Gold Lies Hidden In The Ocean: Good Luck Getting It, 2017
Quote: “Ocean waters around the world contain about 20 million tons of gold in them.”
“Based on today's spot price of gold at $42.51 USD per gram, that amount of gold would be worth roughly $771 trillion”
Forbes hat von dieser Studie berichtet, die den Goldgehalt von Meerwasser untersucht hat:
#Gold in seawater, 1990
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0012821X9090060B?via%3Dihub
Quote: “Ocean waters around the world contain about 20 million tons of gold in them.”
“Based on today's spot price of gold at $42.51 USD per gram, that amount of gold would be worth roughly $771 trillion”
#Is there gold in the ocean?, retrieved 2019
https://oceanservice.noaa.gov/facts/gold.html
Quote: “One study found there is only about one gram of gold for every 100 million metric tons of ocean water in the Atlantic and north Pacific.”
#Extracting Minerals from Seawater: An Energy Analysis, 2010
Diese Tabellen zeigen die vermuteten Mengen gelöster Elemente in allen Meeren zusammen:
In dieser Tabelle wird das sich im Meer befindende Gold (Au) auf 14.3 Millionen Tonnen geschätzt. Das sind 14.3 Billionen Gramm. Multipliziert man diese Zahl mit dem aktuellen Marktwert von Gold, der ungefähr $53/Gramm beträgt, kommt man auf $757,9 Billionen:
14.3 Billionen Gramm * $53/Gramm= $757.9 Billionen
– Jedes Kilo Ladung verbrennt Treibstoff für tausende Euros, nur um es in einen niedrigen Erdorbit zu bringen.
#The Recent Large Reduction in Space Launch Cost, 2018
https://ttu-ir.tdl.org/bitstream/handle/2346/74082/ICES_2018_81.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Quote: “NASA’s space shuttle had a cost of about $1.5 billion to launch 27,500 kg to Low Earth Orbit (LEO), $54,500/kg. SpaceX’s Falcon 9 now advertises a cost of $62 million to launch 22,800 kg to LEO, $2,720/kg.”
Diese Webseite beleuchtet die Kosten von zwei verschiedenen NASA Raketen – der sogenannten Falcon 9 und der sogenannten Falcon Heavy:
#SpaceX: Capabilities & Services, retrieved 2019
https://www.spacex.com/about/capabilities
– Weltraumsonden auf wissenschaftlichen Missionen nutzen schon heute elektrische Triebwerke
#What is Electric propulsion?, retrieved 2019
https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/What_is_Electric_propulsion
Quote: “Unlike chemical systems, electric propulsion requires very little mass to accelerate a spacecraft. The propellant is ejected up to twenty times faster than from a classical chemical thruster and therefore the overall system is many times more mass efficient.”
#A Brief History of Ion Propulsion, 2018
https://solarsystem.nasa.gov/news/723/a-brief-history-of-ion-propulsion/
Quote: “With renewed interest in ion propulsion for orbital control of satellites and for propulsion of interplanetary spacecraft, NASA is investing in the future of ion propulsion. Both NASA’s Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) and X3 – new systems under development—are more powerful than Dawn’s thrusters.”
– Wir haben schon öfter Sonden zu Asteroiden geschickt und sogar Proben genommen.
Ein Beispiel für eine solche Mission ist das Projekt Hayabusa 2:
#Asteroid Explorer Hayabusa 2, 2013
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/
#Hayabusa 2, 2019
https://solarsystem.nasa.gov/missions/hayabusa-2/in-depth/
– Beinahe unverändert seit Milliarden Jahren. Als erstes muss man verhindern dass der Asteroid rotiert.
Das hat zwei Gründe:
Erstens wollen wir verhindern, dass der Asteroid versehentlich in ein paar Monaten in den Mond kracht. Und zweitens sollten die Solarzellen, die wir nutzen, permanent in Richtung Sonne zeigen, damit sie uns genug Energie liefern. Und außerdem brauchen wir uns dann keine Sorgen machen, dass unsere Maschinen zwischen heiß und kalt wechseln, weil sie sich abwechselnd im Schatten des Asteroiden und mal in der Sonne befinden.
– Unsere Steuerdüsen bringen den Asteroiden auf eine Flugbahn in Richtung unseres Mondes.
#Asteroid Retrieval Feasibility Study, 2012
https://www.kiss.caltech.edu/final_reports/Asteroid_final_report.pdf
#Near-Earth Asteroid Mining, 2001
https://pdfs.semanticscholar.org/e444/0ba004c28f88a698aa8f08635d5f39187f62.pdf
Quote: “The estimated ∆Vs for this particular NEA are: LEO to lunar gravity assist = 6.6 km/s; heliocentric transfer to the NEA = 2.8 km/s; NEA return to lunar gravity assist = 160 m/s.”
Unsere Asteroiden-Rakete braucht für ihren Weg aus dem niedrigen Erdorbit zu einem erdnahen Asteroiden eine Geschwindigkeitserhöhung von 6.6+2.8=9.4 km/s. Das Material vom Asteroiden zurück zu transportieren benötigt allerdings nur 160 m/s oder 0.16 km/s.
– Selbst wenn wir nur 0,01% der Asteroidenmasse an wertvollen Metallen extrahieren, wäre das um ein vielfaches mehr als das, was man aus einer vergleichbaren Menge Erz auf der Erde extrahieren könnte.
#Near-Earth Asteroid Mining, 2001
https://space.nss.org/media/Near-Earth-Asteroid-Mining-Ross-2001.pdf
Quote: “In such sources, it may be possible to extract up to 187 parts per million (ppm) of precious metals, which includes Au, the Pt-group metals (Pt, Ru, Rh, Pd, Os, and It), Re, and Ge”.
187 ppm (parts per million, Teile pro Million) sind 187 / 1,000,000 oder 0.0187%.
Im südafrikanischen Bushveld Complex befinden sich etwa 5 Millionen oz Platin, das sind 141.748 kg, also knapp 142 Tonnen:
#The Platinum Group Element Deposits of the Bushveld Complex in South Africa, 2010
Quote: “For comparison, annual production of platinum from the Bushveld Complex currently is only around 5 million oz.”
Diese Tabelle zeigt die Minen mit dem hochwertigsten Gold der Erde. 1 Gramm pro Tonne, also 1 g/t, entspricht 1 ppm. Das sind weniger als 1% der Masse an Edelmetallen, die wir von einem Asteroiden bekämen.
Zum Vergleich hier noch einige Angaben zu anderen Minen:
#Platinum-Group Elements—So Many Excellent Properties, 2014
https://pubs.usgs.gov/fs/2014/3064/pdf/fs2014-3064.pdf
Quote: “ Today, the average grade of PGE in ores mined primarily for their PGE concentrations range from 5 to 15 ppm”
#PGE Production in Southern Africa, 2017
https://www.mdpi.com/2075-163X/7/11/224
Quote: “The concentration of PGE is highest in the MSB (>6 ppm), whereas the concentration of PGE is lower in the other zones (<1.1 ppm) [72].”
#How Many Ore-Bearing Asteroids?, 2013
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1312/1312.4450.pdf
Quote: “Good terrestrial mines have PGM concentrations of up to 2-6 ppm, or grams per metric tonne (mt)”
#The world’s highest grade gold mines, 2015
https://www.mining.com/the-worlds-highest-grade-gold-mines/
–Wenn wir einen 3D Drucker an Bord unseres Schiffes haben, können wir ein schnelleres und billigeres Transportsystem nutzen: Hitzegeschützte Kapseln gefüllt mit Gasblasen.
#Regolith Derived Heat Shield for Planetary Body Entry and Descent System with In Situ Fabrication
https://www.nasa.gov/pdf/744615main_2011-Hogue-Final-Report.pdf
Quote. “Cost savings for a 20-mission Mars campaign (10 unmanned and 10 manned missions) are estimated to be about $35 billion dollars if the massive heat shields for each mission did not have to be transported from the surface of the Earth to Mars”
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