Mining the moon, becoming the first triljonair.

[Wereldreiziger]

Momenteel is Google alweer een jaar of 2 bezig met hun Lunar X Prize project (lunar.xprize.org). Google vraagt jonge engineers een goedkoop onbemand apparaat te bouwen waarmee ze naar de maan kunnen. Het apparaat moet 500 meter afleggen op de maan en moet 500 kilo aan grondstoffen kunnen mijnen en daarmee terugkeren naar de aarde. De winnaar krijgt 30 miljoen euro. Zie hier 1 van de ontwerpen...



Het lijkt allemaal leuk en uitdagend, maar natuurlijk zit er een gedachte achter. Google is zoals inmiddels wel duidelijk is, aan het strijden tegen concurrenten. Meerdere Silicon Valley titanen zijn bezig met hun eigen projecten. Ze zijn allemaal uit op de (zeer zeldzame) grondstoffen die op de maan aanwezig zijn. Om een lang verhaal kort te maken zijn ze er eigenlijk allemaal op uit om als eerste triljardair te worden, want zo kostbaar zijn de grondstoffen. Daarnaast moeten we niet vergeten dat NASA, China, India & Rusland ook allemaal de eerste willen zijn. De eerste natie die de maan claimt en mijnt, wordt de nummer 1 economie van de wereld. Dit alles komt uitgebreid aan bod in de documentaire 'Man vs. The Universe - The Moon". Info hier.

Het gaat ze dan vooralsnog vooral om de grondstof 'Helium 3', wiki alhier.Helium 3 is 'bijna' net zo krachtig als traditionele kernfusie, alleen dan zonder radioactieve straling of afval. Er wordt gezegd dat een lading van ongeveer 40.000 kilo Helium 3 Amerika of China een jaar van energie kan voorzien. De efficiency van dit product is ongekend, en er worden nu al miljarden gestoken in het verbeteren van de ( nog in de kinderschoenen staande) technologie omtrent Fusion reactors op Helium 3. Fusie van Helium 3 wordt heter dan alle andere beoogde vormen in fusion reactoren.

Al met al zeer interessant. De technologie is zeer kostbaar, maar er zijn al tientallen partijen die de gok willen wagen en er momenteel miljarden insteken. Persoonlijk had ik liever gezien dat alle titanen en naties gingen samenwerken om dit voor elkaar te krijgen, zodat de winst verdeelt wordt. Sterker nog, ik zou het liefst zien dat een wereldwijde onafhankelijke commissie zorg draagt voor een eerlijke verdeling van de energie. Als ieder land een klein gedeelte van hun economie hierin zou steken, zou het daarna ook eerlijker verdeeld kunnen worden. Denk aan een percentage van de investering. Iedereen die iets investeerd, heeft recht op hetzelfde percentage aan winst. Zo zou het wereldwijd verdeeld kunnen worden. Helaas denkt niet iedereen zo, triljardair zijn is blijkbaar een goddelijke positie die iedereen in wil nemen, ten koste van de rest van de wereld. Dit werpt voor mij een donkere schaduw over dit prachtige project, wat ik erg zonde vindt.

[Rannasha]

Wereldreiziger schreef op vrijdag 26 september 2014 @ 09:08:
Het gaat ze dan vooralsnog vooral om de grondstof 'Helium 3', wiki alhier.[afbeelding]Helium 3 is 'bijna' net zo krachtig als traditionele kernfusie, alleen dan zonder radioactieve straling of afval. Er wordt gezegd dat een lading van ongeveer 40.000 kilo Helium 3 Amerika of China een jaar van energie kan voorzien. De efficiency van dit product is ongekend, en er worden nu al miljarden gestoken in het verbeteren van de ( nog in de kinderschoenen staande) technologie omtrent Fusion reactors op Helium 3. Fusie van Helium 3 wordt heter dan alle andere beoogde vormen in fusion reactoren. [afbeelding]

Nou nou, dat is wel ontzettend kort door de bocht schieten over ³He. Zoals de grafiek al laat zien, heb je voor dezelfde reactie-rate, bij ³He reacties een hogere temperatuur nodig dan bij deuterium-tritium reacties, terwijl de vrijgekomen energie per volume-eenheid niet veel verschilt. En een hoge temperatuur minder gunstig, want dat is lastiger om in stand te houden en kost meer energie (dus minder netto rendement).

Daarnaast reageert ³He in deze reactie met deuterium, wat betekent dat je beide elementen bij elkaar moet gooien. Dat houdt in dat je ook D-D reacties zult krijgen, want die gebeuren makkelijker bij lagere temperaturen. Dus je moet of de temperatuur nog verder omhoog gooien om de fractie D-D terug te dringen, of je moet een hogere D-D reactie fractie accepteren. Het gevolg van D-D reacties is dat er alsnog een neutron vrij komt dat het materiaal van de reactor radioactief kan maken, net zoals dat bij de "conventionele" D-T reacties gebeurt. Je verliest dus een van de grote voordelen van ³He-D reacties omdat je D-D niet kunt uitsluiten.

En hoewel ³He op de maan meer voorkomt dan op aarde, zijn het nog steeds slechts hele kleine hoeveelheden. Zomaar even een paar honderd kilo aan puur ³He winnen doe je niet. En dat terwijl deuterium en tritium op aarde relatief makkelijk te verkrijgen zijn.

[TNW]

Leuk, fusie met ³H, maar dan moet je wel eerst energie uit kernfusie werkbaar moeten maken. Als ik het woord kernfusie hoor denk ik aan enorme machines met zeer complexe regelsystemen die een paar seconden fusie kunnen volhouden en waarbij maar een klein deel van de opgewekte energie kan worden teruggewonnen.

Even wat relevante quotes van wiki:

Helium-3 is proposed as a second-generation fuel for nuclear fusion in hypothetical fusion power plants, but such plants are still very early in their development—especially since first generation reactors have not yet entered into service.

Kernfusie op zich is al iets wat in ontwikkeling is. Fusie met ³H is dat nog iets erger.

The conventional deuterium + tritium ("D-T") fusion process produces energetic neutrons which render reactor components radioactive with activation products. The appeal of helium-3 fusion stems from the aneutronic nature of its reaction products. Helium-3 itself is non-radioactive.

Het is mooi dat fusie met ³H geen problemen met activatie/schade door neutronen heeft maar de vraag is wel of het de moeite waard is om helemaal naar de maan te gaan voor deze brandstof. Dat is namelijk erg duur, misschien is materialen onderzoeken die goed tegen neutronen kunnen wel effectiever.

Als het echt om ³H gaat weet Google iets wat de wereld niet weet, maar dat is complotdenken.

[Sissors]

Als eerste: Wat zie dat karretje er goedkoop uit met dat schepje. Wat mij nogal zinloos lijkt gezien de tientallen miljoenen die het kost om op de maan te komen.

Daarnaast, waar komt dit hele triljonair verhaal vandaan? Het lijkt mij voornamelijk uit de duim gezogen. Oh er zit leuk spul op de maan, maar het is ook hel duur om het hierheen te halen. Als je dat goedkoper kan, dan volgt de concurrentie gewoon.

Om maar een realistischer idee te geven waarom die silicon valley miljardairs hun geld erin steken: Omdat ze het leuk vinden. Je moet toch iets met je geld doen.

[MSalters]

Ik zie het nog niet gebeuren, commercieel He3 winnen op de maan. Lithium splijten levert Tritium op, wat spontaan vervalt tot He3. En Lithium hebben we hier beneden zat.

Ook het feit dat de concentratie He3 op de maan ongeveer 1:1.000.000.000 is maakt de winning niet erg rendabel.

Het idee van een commerciële onderneming is ook dubieus. SpaceShipOne vloog in 2004, maar Virgin Galactic heeft 10 jaar later nog geen enkele toerist gevlogen - en dat is een omhoog-en-omlaag vluchtje waarbij je niet eens in een baan rond de aarde komt. Anderen hebben nog niet eens proefvluchten naar de ruimte gemaakt.

[Rannasha]

TNW schreef op vrijdag 26 september 2014 @ 14:34:
Het is mooi dat fusie met ³H geen problemen met activatie/schade door neutronen heeft

Dat doet het dus niet. Tenzij je ³H-³H fusie kunt bewerkstelligen, wat nog weer een heel stuk lastiger is dan ³H-D fusie waar vooral naar gekeken wordt.

Bij ³H-D fusie is er gewoon D-D fusie mogelijk, wat behalve bij hele hoge temperaturen makkelijker plaatsvindt dan ³H-D fusie. En D-D fusie levert wel neutronen op. Zelfs bij hele hoge temperaturen kun je D-D fusie niet volledig uitsluiten, dus je zult sowieso je reactorvat zo moeten bouwen dat het niet teveel schade oploopt van de hoog-energtische neutronen die vrijkomen.

[11supplier]

Ik hou van je enthousiasme, maar ik denk dat je iets te hard van stapel loopt. Mijnbouw op de maan is onwijs vet, maar ik denk niet dat je er veel meer winst uit gehaald wordt dan andere grote investeringen.

Sowieso duurt het nog heel lang voordat het break even point bereikt wordt. Dat is punt wanneer het even duur is om naar de maan te gaan als het geld dat het oplevert.

Als dat bereikt is zal je dus nog per investering heel weinig winst maken. Hier moet je er rekening mee houden dat er een enorme investering nodig is. Jij geeft dus 60 miljoen uit aan een project wat 62 miljoen moet verdienen, maar al die tijd heb jij geen beschikking tot die 60 miljoen dus moet je de gederfde rente-inkomsten ook meerekenen.

De winst zal dus klein zijn. Als jij je enorm dure project wil vertienvoudigden kwa snelheid heb je dus 600 miljoen nodig. Dat betekent dat je investeerders nodig hebt die mee willen delen in de winst. Wordt je weer niet rijk.

Nou denk je natuurlijk als op termijn de maanreizen goedkoper worden, dan verdien je meer. Maar daar maak je een fout. Want je gaat eerst de makkelijk te verzamelen grondstoffen verzamelen en dan pas de lastige. Dus ook al wordt de techniek goedkoper, wordt het proces steeds ingewikkelder waardoor het duurder wordt.

Ofterwijl we mogen al enorm blij zijn als wij winstgevende ruimtemissies kunnen maken, maar ik zal er vanuit gaan dat minder winstgevend is dat mijnbouw op dit moment.

[djengizz]

11supplier schreef op dinsdag 30 september 2014 @ 14:52:
Ofterwijl we mogen al enorm blij zijn als wij winstgevende ruimtemissies kunnen maken, maar ik zal er vanuit gaan dat minder winstgevend is dat mijnbouw op dit moment.

Goede punten en deels ook de oorzaak waarom we nog steeds zoveel investeren in fossiele brandstoffen vergeleken bij alternatieve energievoorziening.

[almightyarjen]

Je zegt dat Amerika+China met 40.000 kg een jaar energie kunnen opwekken. Dat betekent dus dat je jaarlijks 40.000 kg pure H3 naar de Aarde moet verslepen (ervan uitgaande dat de Aarde echt weinig van dat spul bevat, ik kan het niet vinden). Om de kosten laag te houden, moet je dus die H3 op de maan zelf onttrekken uit de maansteen/whatever waar dat in zit. Da's een flinke fabriek. Die wil je waarschijnlijk ook op H3 laten lopen, aangezien een paar zonnepanelen dat soort hoeveelheden energie niet gaan leveren. Een beetje kip en ei natuurlijk, maar je moet dan klein beginnen: een klein fabriekje die H3 maakt, welke zijn energie uit zonnepanelen haalt. Die H3 gebruik je om een wat grotere fabriek van energie te voorzien, welke nog meer H3 produceert, enz enz.

Praktische problemen:
1. De in de posts hierboven genoemde problemen met zuivere H3-fusie an sich.
2. Tot nu toe hebben we een een menselijke landing op de Maan gemaakt en that's it, niets gebouwd o.i.d.
3. Gezien de hoeveelheden straling is een lang verblijf op de Maan behoorlijk schadelijk voor de mens.
4. Als gevolg van punt 3 moeten we dus robots ontwikkelen die alles afhandelen.

Al deze punten kosten al veel, heel veel tijd. De technologie gaat snel, maar de economische resources bepalen voornamelijk de snelheid van de vooruitgang (zie het Apollo-programma). Als we willen zouden we het kunnen, ook met unlimited economische resources. Maar dan duurt het nog 100 jaar voordat je de eerst H3 plant hebt lopen, gezien de hoeveelheid onderzoek wat er ervoor nodig is...

[Spooksel]

Het hele probleem is dat het _nooit_ zal gaan lonen om dat spul terug te halen naar de Aarde, als er ooit al een H3 reactor komt dan zou het eerder een goed idee zijn om er een aandrijving voor ruimteschepen van te maken!

Wat je 'harvest/mined' in de ruimte moet je (imho) ook in de ruimte weer gebruiken, terugbrengen naar Aarde is domweg niet economisch haalbaar.

En @almightyarjen, straling hoeft niet direct een issue te zijn. Een metertje grond op je habitat gooien is al een goed schild ertegen.