大気採掘 - 百科事典

大気採掘は、価値のある材料や他の非再生資源を大気から抽出するプロセスです。太陽系の外惑星には分子水素とヘリウムが豊富に存在するため、技術の進歩により、その大気の採掘が地球の表面の採掘よりも魅力的な代替手段になるかもしれません。

大気採掘の実現可能性
外惑星の大気採掘はまだ始まっておらず、現在の技術では困難ですが、技術的な課題は乗り越えられるという意見があります。太陽を除く、特に外惑星の水素とヘリウムの備蓄は、太陽系の他の全ての天体の合計よりも桁違いに大きいです。したがって、大気採掘が実現可能になるなら、その潜在的な利点は非常に大きくなるでしょう。

地球外の大気採掘が実現可能になる主要な技術的な障壁は、現在の核融合エネルギーの不足です。この課題が克服されると、外惑星の大気には豊富な燃料が存在し、その採掘は資源を抽出するために必要なエネルギーよりも桁違いに多くのエネルギーを提供します。外惑星の中で、惑星の重力井戸が小さいため、ウランとネプチューンがガスを採掘するのに最も適しています。木星と土星は地球から近いですが、木星には強い重力と強力な磁圏があり、土星の輪を通過することは難しいです。しかし、ウランは大気採掘に最も適した惑星です。これは、木星、土星、ネプチューンの非常に高い風速が、採掘ミッションを損傷または破壊する可能性があるためです。ウランは風速が高いですが、もっと穏やかな気候を持っています。

地球の大気に関する最も一般的な提案は、炭素二酸化を燃料や他の炭素基の製品（例えば、プラスチック）に変換するために採掘することです。この方法の主要な利点は、十分な量で製造される場合、長期的に大気中の温室効果ガスのレベルを減少させることです。この計画の欠点は、恒常的なエネルギー源が必要であることです。大気中の炭素二酸化からプラスチックなどを作るために必要なエネルギーは、化石燃料から同じ材料を作るために必要なエネルギーの数倍であり、生産された燃料はその生産に必要なエネルギーのほんの一部しか含みません。しかし、豊富でクリーンなエネルギー源（最も可能性が高いのは核融合エネルギー）が経済的に実現可能になるなら、このプロジェクトは商業的に実現可能になり、長期的な環境的利益により、政策立案者からのサポートも得られるでしょう。

大気採掘の種類


= 水素採掘 =
水素は化学や核推進力の燃料になり、イオン推進機の推進剤として使用されます。


= ヘリウム採掘 =

ヘリウム-3は核推進力の燃料になり得ます。


= メタン採掘 =
メタンは化学推進力の燃料になり得ます。


= 二酸化炭素採掘 =
地球の大気中の二酸化炭素採掘は、温室効果ガスのレベルを減少させ、燃料を生産することもできます。抽出された炭素は、燃料とは異なり、特に耐久性のある製品として長期的に使用される場合、大気に戻る可能性が非常に低い他の材料（例えば、プラスチック）を作るために使用できます。二酸化炭素は、液状窒素や液状酸素などの製品を製造する産業用低温空気分離プロセスの副産物として大気から取り除かれることができますが、このプロセスは非常にエネルギー消費が大きいため、核融合エネルギーにアクセスできない場合、この方法による二酸化炭素の採掘は経済的には実現不可能です。また、速成植物（例えば、竹）の栽培により、一定量の二酸化炭素が大気から取り除かれることができますが、これには他の作物に使用されるべき農地を割り当てる必要があります。


大気採掘の探索
水素とヘリウムは外惑星に豊富に存在します。


大気採掘の方法
巨大惑星の大気から資源を抽出するための様々な方法が提案されています。巨大惑星の大気に侵入するリスクが高いため、多くの提案は、ロボット船を大気に送り込み、人間の存在はその惑星の月に基づく宇宙ステーションや安全な距離から周回するものに限定されています。


= 気球 =
気球は大気中に浮遊し、ガスを集め、貯蔵する基地です。車両がガスを気球から惑星上の軌道ステーションに移送します。


= スコーパー =
スコーパーは大気からガスを集め、軌道ステーションに移送する車両です。


= スカイフック =
スカイフック（構造）は、空気をポンプして軌道燃料貯蔵施設に移送するための装置で、宇宙エレベーターに似ています。


= クルーザー =
クルーザーは大気中に浮遊し、ガスを集め、貯蔵する車両です。より小さな車両がクルーザーからガスを軌道ステーションに移送します。


参考リソース
In-situ resource utilization


参考文献
[省略].


外部リンク
A Thought Experiment: Mining Gas Giants for Helium-3
Crowlspace | Outer Planet Mining