Ett företag i Los Angeles utvecklar teknik för att fånga asteroider stora som en villa och transportera dem till en gravitationspunkt nära jorden. Målet är att bygga upp en rymdindustri baserad på råvaror som redan finns därute i kosmos.

Istället för att skicka upp allt material från jordytan vill bolaget utnyttja resurser som redan svävar runt i rymden. Konceptet låter som science fiction, men ingenjörer arbetar redan med konkreta lösningar.

TransAstra, en startup med bas i Los Angeles, testar system för att infånga asteroider på omkring 100 ton. Företagets grundare Joel Sercel ser de infångade rymdklipporna som grunden för framtidens orbitala industri, där robotar ska lära sig bearbeta malm till satellitkomponenter och bränsle för interplanetära uppdrag. Forskare påpekar att många små asteroider innehåller både frusen vattenis och sällsynta metaller som på jorden kostar en förmögenhet.

Enligt amerikanska teknikmedier har en ännu ej offentliggjord kund redan finansierat en genomförbarhetsstudie av uppdraget med arbetsnamnet New Moon. Ett sådant dokument är i praktiken en detaljerad analys av huruvida projektet är meningsfullt tekniskt, ekonomiskt och logistiskt. De första stegen tas just nu i form av forskning, simuleringar och prototyper.

Hur fångar man en asteroid med en uppblåsbar påse

Huvudkomponenten i TransAstras system är en gigantisk uppblåsbar påse tillverkad av extremt hållbara polymerer som Kapton, som redan används i många rymduppdrag. Materialet måste motstå kontakt med oregelbundna, vassa klippytor, nedslag från mikrometeoroider och extrema temperaturväxlingar.

Konceptet är relativt enkelt att beskriva, även om det är extremt svårt att genomföra. Ett arbetsfartyg flyger fram till en liten asteroid, vecklar ut en elastisk kappa runt den och omsluter den gradvis. När klippan befinner sig inne i påsen kan hela paketet släpas säkrare till en plats där gruvrobotar lättare kan arbeta.

Planen förutsätter att asteroiden omsluts av en ballongliknande struktur, att dess rörelse stabiliseras och att den därefter släpas till närheten av en stabil gravitationspunkt. Här ska det byggas upp en slags orbitalbaserad bearbetningsanläggning. Ingenjörer satsar på material som redan är kända från rymduppdrag, men konstruktionens omfattning blir något helt nytt.

Varför välja Lagrangepunkter som destination

TransAstra överväger att släpa de infångade asteroiderna till området kring Lagrangepunkt L2. Detta speciella område ligger omkring 1,5 miljoner kilometer från jorden, på motsatt sida i förhållande till solen. Här uppväger gravitationskrafterna från vår planet och solen delvis varandra, vilket gör det möjligt att hålla objekt på plats med relativt låg bränsleförbrukning.

Sådana punkter har länge lockat ingenjörers uppmärksamhet. I liknande områden opererar redan avancerade rymdteleskop som James Webb Space Telescope, eftersom den stabila positionen underlättar både instrumentens arbete och kommunikationen. För rymdgruvdrift är det en idealisk placering: långt från atmosfären, men samtidigt nära nog för att upprätthålla kontakt med jorden och regelbundet sända data.

Stabilitet i dessa områden innebär också att robotbogserbåtar kan återvända till närhet av jorden, tanka upp – helst med bränsle från tidigare infångade asteroider – och flyga efter nästa mål. I ett sådant scenario bör varje följande resa bli billigare och mer lönsam.

Asteroider som bränslestationer och materiallager

Den viktigaste orsaken till att startupföretaget överhuvudtaget intresserar sig för klippor som kretsar runt i solsystemet är råvarorna. Många små asteroider är rika på vatten fruset som is eller på metaller som på jorden kostar en förmögenhet. Företaget pekar ut två grupper särskilt attraktiva objekt:

C-typ asteroider: mörka, innehåller stora mängder vattenis och kolföreningar
M-typ asteroider: starkt metalliska, fyllda med järn, nickel och sällsynta metaller
Vattenis kan omvandlas till väte och syre, alltså raketbränsle och andningsluft
Metaller utgör material till bärande strukturer, paneler och strålningssköldar
Järn och nickel kan användas till motorkomponenter och konstruktionsdelar
Sällsynta metaller från M-typ asteroider har högt värde på jorden
Kolföreningar från C-typ asteroider kan tillämpas i många industriprocesser
Syre från vattenis är essentiellt för bemannade baser och långtidsuppdrag

Från isen kan man utvinna väte och syre, alltså beståndsdelarna i raketbränsle samt luft för andning i framtida bemannade baser. Metallerna utgör däremot material för tillverkning av bärande konstruktioner, paneler, strålningssköldar eller motordelar. I teorin gör det möjligt att designa en produktionskedja som nästan inte använder resurser från jorden.

Forskare framhäver att detta tillvägagångssätt öppnar vägen för billigare uppdrag till Mars eller till asteroidbältet, eftersom bränsle och konstruktionsmaterial kommer att stamma ”från rutten” istället för från jordytan. För den vanliga medborgaren låter det som en avlägsen vision, men de första stegen tas nu.

Hundratals mål inom räckhåll under nästa årtionde

Enligt företagets uppskattningar befinner sig omkring 250 små asteroider inom räckhåll för möjliga uppdrag som skulle kunna infångas under de nästa tio till femton åren. Det handlar om objekt med en diameter på upp till 20 meter – för små för att utgöra ett allvarligt hot mot planeten, men tillräckligt resursrika för att göra utvinning lönsam.

Ett centralt element i planen är en flotta för återanvändning. Istället för att bygga ett nytt fartyg varje gång vill TransAstra att robotbogserbåtarna ska återvända till närhet av jorden, tanka upp och flyga efter nästa mål. Experter bedömer att kostnaderna för att få upp ett kilogram gods i omloppsbana kring jorden fortfarande uppgår till tusentals dollar, även om priset sjunker tack vare återanvändbara raketer.

Förespråkare för rymdgruvdrift hävdar att det på längre sikt blir billigare att använda råvaror som finns tillgängliga utanför atmosfären. Skeptiker pekar på kostnaderna för att bygga en robotflotta, risken för haverier och de enorma utgifterna för forskning och utveckling. Mycket beror på om New Moon bekräftar hela konceptets realism och lockar fler investerare – både privata och institutionella, exempelvis statliga myndigheter som söker nya sätt att förse avlägsna uppdrag på.

Risker, säkerhet och obesvarade frågor

Idén om att förvara en klippa på flera tiotal meters storlek i relativ närhet av jorden väcker förståeliga frågor om säkerhet. Även ett litet misstag under manövrar skulle kunna ändra objektets bana på ett sätt som är ogynnsamt för vår planet. TransAstras team argumenterar för att företaget endast kommer att infånga små asteroider, som det är mycket lättare att behålla kontrollen över än kilometerlånga kolosser.

Risken gäller också själva påsens konstruktion. Den måste motstå kontakt med oregelbunden, vass sten, genomslag av mikrometeoroider och extrema temperaturväxlingar. Ingenjörerna satsar på material som redan är kända från rymduppdrag, men konstruktionens skala blir något helt nytt. Projektet kräver många markbaserade tester och orbitala demonstrationer på mindre testobjekt.

I ett bredare sammanhang blir rymdgruvdrift också en politisk och juridisk fråga. Det finns frågor att besvara om vem som har rätt att exploatera en viss asteroid, hur vinsten ska fördelas och hur man förebygger potentiella konflikter. TransAstra bygger därför inte bara tekniken för påsar till rymdklippor, utan också momentum för att skapa nya spelregler i ett rum som hittills främst har varit vetenskapens och forskningsuppdragets domän.

Från science fiction till orbitalindustri med ekonomisk realism

Idén om att infånga asteroider är inte ny. Tidigare dök liknande planer upp i dokument från NASA och andra företag, men ingen av dem kom längre än konceptfasen eller tidiga undersökningar. TransAstra skiljer sig åt genom sin approach: företaget fokuserar på mindre objekt, enklare gripmekanik och gradvis uppbyggnad av infrastruktur i omloppsbana.

Om bara en del av visionen blir verklighet kan vår strategi för att bygga satelliter och stora konstruktioner förändras radikalt. Istället för att montera gigantiska teleskop på jorden och sätta ihop dem i omloppsbana med dyra moduler skulle ingenjörer kunna använda komponenter tillverkade direkt av asteroidmalm. Experter från universitet som Massachusetts Institute of Technology och California Institute of Technology följer utvecklingen noga.

Ekonomin i ett sådant projekt är en separat historia. Idag sjunker kostnaderna för att få upp ett kilogram last i omloppsbana drastiskt tack vare återanvändbara raketer, men det uppgår fortfarande till tusentals dollar. Under kommande år är det värt att följa om det kring projekt som New Moon börjar växa fram ett helt ekosystem av företag: från tillverkare av robotar över mjukvaruleverantörer till operatörer av orbitala raffinaderier och bränslestationer för rymdfarkoster. Kanske kommer rymden snart att likna ett industriområde mer än en vetenskaplig gräns.