home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_1 / V13_186.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-28  |  18KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from hogtown.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/kbl=nba00WBwEQO05G>;
  5.           Fri, 22 Feb 91 01:40:39 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <gbl=nWu00WBwIQME4S@andrew.cmu.edu>
  7. Precedence: junk
  8. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  9. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  10. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  11. Date: Fri, 22 Feb 91 01:40:35 -0500 (EST)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #186
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 186
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.               Re: Space Profits
  18.               Re: SPACE Digest V13 #165
  19.               Re: Space Profits
  20.                  Re: dynasoar
  21.        Commercially-funded Space Probes (was Re: Space Profits)
  22.  
  23. Administrivia:
  24.  
  25.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  26.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  27.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  28.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  29.  
  30. ----------------------------------------------------------------------
  31.  
  32. Date: 21 Feb 91 06:53:49 GMT
  33. From: zephyr.ens.tek.com!tektronix!sequent!crg5!szabo@uunet.uu.net  (Nick Szabo)
  34. Subject: Re: Space Profits
  35.  
  36. In article <9102202032.AA00483@ucbvax.Berkeley.EDU> TPM4017@PANAM.BITNET writes:
  37.  
  38. >...It seems to me that the ultimate profitability of space will be 
  39. > determined by what space allows us to produce and carry back to earth. 
  40. >,,,
  41.  
  42. These are very astute observations.  Space industry and settlement
  43. cannot be undertaken unless it benefits Earth in a large way.  The
  44. material, energy, and information resources of the solar system have
  45. the potential to do this.  Keep in mind that producing information 
  46. (eg weather satellites) and relaying information (communications 
  47. satellites) are currently at the forefront of space industry.  Energy and 
  48. materials could come to the forefront in the future.
  49.  
  50.  
  51. >  In particular, I am interested in material manufacturing in space, and
  52. >what might be mined on the moon or Mars.  What types of useful/rare
  53. >materials might be/have been found on these worlds,
  54.  
  55. Good questions.  So far we haven't found anything like Sutter's Mill,
  56. but there are many tantalizing areas.  Keep in mind that except for
  57. the Moon and Mars, the surfaces of our solar system bodies have been
  58. characterized only crudely if at all.  Henry will be quick to point out
  59. that even the Moon and Mars could use quite a bit more exploration.
  60. The following is based on our best contemporary scientific knowledge,
  61. gained primarily through planetary exploration, astronomy, and
  62. meteorite examination.
  63.  
  64. Two general categories of materials: those that can be exported to
  65. Earth directly (eg precious metals) and those that can feed exporting
  66. manufacturing industries (eg common metals and volatiles).
  67.  
  68. The closest bodies to the Earth energy-wise are an estimated 
  69. 100,000 near-earth asteroids of diameter larger than 100 meters.  
  70. Some of these consist of native alloys of iron and nickel, with high, 
  71. though probably unconcentrated, percentages of platinum-group metals.  
  72. The precious metals alone can be worth tens of billions of dollars in the 
  73. medium-sized (100 m dia) NiFe asteroids.  There are probably also small 
  74. pieces of asteroidal material near the surfaces of the Moon, Mars, and 
  75. moons of Jupiter.
  76.  
  77. Iron meteorites are small pieces of NiFe asteroid that have fallen to
  78. Earth.  They sometimes contain tiny inclusions of diamond and other 
  79. crystals.  It is not known if these are native to the asteroids or a 
  80. product of reentry.
  81.  
  82. Simplifying things a bit, metals are only economical to mine if they occur 
  83. in high concentrations, or "ores".  The bases of ore formation are
  84. differentiation and hydrologic (water) processes.  The planet richest in 
  85. both of these is our own Earth.  The only known body with greater 
  86. geological differentiation is Io, which is dry.  Other Galilean moons like 
  87. Europa contain abundant water, a fair degree of differentiation, and 
  88. unknown low-gravity hydrological processes.  The rapid movement of these 
  89. moons through the strong magnetic field of Jupiter introduces a unique 
  90. new variable into ore formation, not unlike electrophoresis.  In general 
  91. most bodies (the asteroids, Moon, etc.) have very low levels of 
  92. differentiation, and therefore probably fewer and less concentrated ore 
  93. formations than Earth.  Mars is somewhere in between, a low-gravity planet 
  94. that once had running water.
  95.  
  96. The volatiles (hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon, etc.) are absent
  97. on the Moon and many of the asteroids.  They are abundant in comets,
  98. Galilean moons, and some asteroids.  There is a small chance that tiny 
  99. pockets of volatiles exist in the shadowed areas of the lunar poles.
  100. Mars is rather dry but there could be significant water ice deposits 
  101. underneath the surface.  In general as you move away from the Sun, 
  102. the amount of volatiles increases, and the amount of silicates and 
  103. metals decreases.  
  104.  
  105. Overall, our assay of the solar system to date is poor.  More 
  106. astronomical observations, meteorite analysis, and planetary exploration
  107. missions to the Moon, asteroids, Mars, Jovian moons, and comets are needed.
  108.  
  109.  
  110. >how do we retrieve
  111. >them, should we retrieve them, and is it practical to bring them back to
  112. >earth.
  113.  
  114. Without going into details, the energy cost of moving a 100 meter 
  115. asteroid or other large mass through a large delta-v is  prohibitive.  
  116. Fortuneately we can "let the solar system do the work for us" -- through 
  117. gravity well maneuvers and aerobraking.  An interesting new idea (OK, my 
  118. idea :-) allows aerobraking to be widely practiced.  Given a budget of 
  119. only 5 m/s machine-imparted delta-v, the opportunities for placing 
  120. asteroids into Earth orbit via gravity well and natural aerobraking 
  121. maneuvers are very few, while the opportunities for placing asteroids into 
  122. collision courses with comets are high (billions per year, assuming we have 
  123. discovered and tracked all of the asteroids and comets we believe to exist 
  124. this side of Jupiter).  A few small nuclear explosives can vaporize 
  125. the comet into a shaped double cone towards and away from 
  126. the path of the approaching asteroid.  The angle of attack between the 
  127. cone and asteroid can be fine-tuned through _large_ amounts of 
  128. aerodynamic simulation to place asteroid in the desired trajectory, with 
  129. a delta-v of up to 20 km/s, depending on the mass and velocity vector of 
  130. the comet particles encountered.  Depending on the situation, the 
  131. cometary aerobraking may place the asteroid in the final trajectory,
  132. or the trajectory can be further modified by gravity slingshots and/or
  133. aerobraking.
  134.  
  135. The environmental damage from a collision of even a medium-sized 
  136. asteroid and Earth would be catastrophic.  Regulations should be 
  137. established, requiring at least 2 m/s of machine delta-v capability be 
  138. present at all times on any maneuvered asteroid.   Under no circumstances 
  139. should an asteroid be maneuvered within 10 m/s delta-v of collision course 
  140. with Earth.  It is best if asteroids are brought no lower than
  141. geosynchronous orbit.
  142.  
  143.  
  144. >...what manufacturing
  145. >processes will gain an advantage by being performed in space as opposed
  146. >to earth-based production?  
  147.  
  148. Let me pull out the handbook, _Scientific Foundations of Space 
  149. Manufacturing_ (Mir Press, 1984), available in finer university bookstores
  150. and engineering libraries.  Based on Soviet experience with drop towers,
  151. sounding rockets, manned and unmanned orbital platforms.
  152.  
  153. The relevant differences between Earth orbit and surface are microgravity
  154. and vacuum.  In other parts of the solar system, very high amounts of 
  155. energy from sunlight and motion through Jupiter's magnetic fields may be 
  156. made available in the more distant future.  
  157.  
  158. Among the processes the Soviets have played around with (there are
  159. so many fascinating ones I'll just sort of read them off):
  160.  
  161. electron-beam welding
  162. melting & solidification of metals
  163. applications of coating to metal surfaces
  164. stability of liquids under rotation
  165. mass transfer in melt
  166. crystal growth from solution
  167. containerless solidification of eutectic
  168. action of capillary forces
  169. behavior of gas inclusions in liquid
  170. brazing of metals
  171. multiphase fluids/shadow method
  172. dissolution & crystallization -- holographic measurement
  173. semiconductors & glasses
  174. alloys
  175. electron-beam evaporation/deposition of thin films
  176. electrophoresis
  177. stefanov crystal growth method
  178. interdiffusion
  179. morphological stability of faces
  180. production of foamed aluminum
  181. mass transfer in gas phase
  182. unidirectional solidification
  183. single-crystal growth by mass-solvent method
  184. liquid-phase epitaxy
  185. sublimation on a seed
  186. crystallization in a capillary
  187. constitutional supercooling
  188.  
  189. acoustic & mechanical vibrations
  190. electronic & magnetic fields
  191.  
  192. Take these processes, an asteroid, a comet, and large doses of 
  193. thought and imagination, and the possibilities are, well, astronomical.
  194.  
  195. Manufacturing processes in space can sometimes produce materials of greater
  196. purity or concentration than possible on Earth.  However, they still 
  197. compete with Earth processes.  A case in point is the McDonnel Douglas 
  198. project to manufacture the pharmaceutical erythropoetin using 
  199. electrophoresis (charged particle separation) in microgravity during 
  200. the mid-80's.  Before they could perfect the technique, the biotech 
  201. company Amgen had figured out a way to produce erythropoetin at one 
  202. gravity via genetic engineering.  Microgravity research continues to 
  203. suffer from much higher transportation costs and longer turn-around 
  204. times than Earth-based research.  For sufficiently high-value, low-mass 
  205. products the impact of high launch costs can be minimal, but the impact 
  206. of long turn-around times for experimentation is a serious disadvantage 
  207. for all kinds of space manufacturing.
  208.  
  209. To sum up, we have many fascinating possibilities, and a lot to learn!
  210.  
  211.  
  212. -- 
  213. Nick Szabo            szabo@sequent.com
  214. Think long-term, act now.
  215.  
  216. ------------------------------
  217.  
  218. Date: 20 Feb 91 20:32:49 GMT
  219. From: emanon.cs.jhu.edu!arromdee@umd5.umd.edu  (Kenneth Arromdee)
  220. Subject: Re: SPACE Digest V13 #165
  221.  
  222. In article <CA79D2C880000062@BITNET.CC.CMU.EDU> 18084TM@MSU.BITNET (Tommy Mac) writes:
  223. >         A) uses energy in any form for the organization of matter
  224. >         B) experiences growth
  225. >         C) reproduces
  226. ..
  227. >unarguable position of the Gaia Hypothesis.  The only reasons not to accept it
  228. >at face value are:  (as far as I can tell)
  229. >1)  Gaia is childless
  230. >2)  Our defenition of life is non-existent (Or so vague it's meaningless)
  231. >3)  Our defenition of individual organisms is non-existent
  232.  
  233. 4) In order to claim that functions by "parts of Gaia" are actually life
  234. functions, you have to make analogies that don't _completely_ fit.  Sufficient
  235. selection of analogies can be used to prove that anything is alive; this is not
  236. a problem with the definition of life, but a problem with making excessive
  237. analogies.
  238.  
  239. For instance, automobiles
  240. -- use energy
  241. -- experience growth (by performing functions for humans, in exchange for
  242.    which the humans replace parts)
  243. -- reproduces (an automobile factory is a place for reproduction of
  244.    automobiles; just because it's external doesn't mean it's not reproduction.
  245.    Plus, automobiles play a part in maintaining the very economy that makes
  246.    it profitable for automobile factories to work in the first place).
  247. --
  248. "This theory of yours -- that painful memories can be surgically removed..."
  249. "I can't share details...  one of my colleagues might steal my idea."
  250.         --Brenda Starr, 12/25/90
  251.  
  252. Kenneth Arromdee (UUCP: ....!jhunix!arromdee; BITNET: arromdee@jhuvm;
  253.      INTERNET: arromdee@cs.jhu.edu)
  254.  
  255. ------------------------------
  256.  
  257. Date: 20 Feb 91 22:43:19 GMT
  258. From: sunc.osc.edu!malgudi!caen!sdd.hp.com!spool.mu.edu!uwm.edu!ux1.cso.uiuc.edu!bradley.bradley.edu!buhub!moonman@tut.cis.ohio-state.edu  (Craig Levin)
  259. Subject: Re: Space Profits
  260.  
  261. In <9102202032.AA00483@ucbvax.Berkeley.EDU> TPM4017@PANAM.BITNET writes:
  262.  
  263. >  In particular, I am interested in material manufacturing in space, and
  264. >what might be mined on the moon or Mars.  What types of useful/rare
  265. >materials mightbe/have been found on these worlds, how do we retreive
  266. >them, should we retrieve them, and is it practical to bring them back to
  267. >earth.  Of course there is a whole list of side issues that go along
  268. >with each one of these questions and I think that these are all fodder
  269. >for the discussion.  For the time being, however, I would like to start
  270. >by getting some basic questions answered.  First, what manufacturing
  271. >processes will gain an advantage by being performed in space as oppossed
  272. >to earth-based production?  Second, what resources are known to exist on
  273. >the moon, or Mars, that would have a viable market back on Earth? I am
  274. >looking forward to reading your ideas and opinions.
  275.  
  276.     Mars has a variety of resources that are similar to those
  277. here, including water, iron, and silicon. However, it would be very
  278. hard to develop these resources in a cost-effective manner, due to the
  279. huge expenditures in fuel to get in & out of the Martian gravity well.
  280. IMHO, I'd prefer Luna. Not only does she have the iron and oxygen that
  281. Mars might, but titanium as well, plus similar metals such as the rare
  282. earths are easier to find there than here. Although you didn't include
  283. them, IMHO the minor planets have the best chance of really turning a
  284. profit if mined properly. As for processes and more information, I
  285. defer to people on the net who have more references/practical
  286. knowledge than I.
  287.  
  288. Craig\The Moonman\Levin      ***[]***  ///////
  289. moonman@buhub.bradley.edu       )`-----//
  290. The Stars-Our Destination!       ```````
  291.  
  292. ------------------------------
  293.  
  294. Date: 20 Feb 91 21:52:13 GMT
  295. From: bonnie.concordia.ca!news-server.csri.toronto.edu!utzoo!henry@uunet.uu.net  (Henry Spencer)
  296. Subject: Re: dynasoar
  297.  
  298. In article <9102140928.AA05393@mozart.unx.sas.com> SNOMCB@mvs.sas.com (Mike Bishop) writes:
  299. > Can anyone tell me what ever became of the Dynasoar project?
  300.  
  301. Dyna-Soar per se was killed, although low-level work on vaguely similar
  302. things has continued.  Its problem was the lack of a mission, since the
  303. wingless spacecraft had already proved capable of doing almost everything
  304. Dyna-Soar could have done.
  305.  
  306. > Was this an Air Force endevor?
  307.  
  308. Yes.
  309.  
  310. > It seems this was some sort of forerunner of the Shuttle.
  311.  
  312. Only in a very loose way.  Dyna-Soar would have gone up on top of a Titan;
  313. it had no substantial propulsion system of its own.
  314. -- 
  315. "Read the OSI protocol specifications?  | Henry Spencer @ U of Toronto Zoology
  316. I can't even *lift* them!"              |  henry@zoo.toronto.edu  utzoo!henry
  317.  
  318. ------------------------------
  319.  
  320. Date: 21 Feb 91 22:07:59 GMT
  321. From: rochester!sol!yamauchi@louie.udel.edu  (Brian Yamauchi)
  322. Subject: Commercially-funded Space Probes (was Re: Space Profits)
  323.  
  324. In article <21195@crg5.UUCP> szabo@crg5.UUCP (Nick Szabo) writes:
  325.  
  326.    In article <9102202032.AA00483@ucbvax.Berkeley.EDU> TPM4017@PANAM.BITNET writes:
  327.  
  328.    >...It seems to me that the ultimate profitability of space will be 
  329.    > determined by what space allows us to produce and carry back to earth. 
  330.  
  331.    These are very astute observations.  Space industry and settlement
  332.    cannot be undertaken unless it benefits Earth in a large way.  The
  333.    material, energy, and information resources of the solar system have
  334.    the potential to do this.
  335.  
  336.    >  In particular, I am interested in material manufacturing in space, and
  337.    >what might be mined on the moon or Mars.  What types of useful/rare
  338.    >materials might be/have been found on these worlds,
  339.  
  340.    Good questions.  So far we haven't found anything like Sutter's Mill,
  341.    but there are many tantalizing areas.  Keep in mind that except for
  342.    the Moon and Mars, the surfaces of our solar system bodies have been
  343.    characterized only crudely if at all.
  344.  
  345.    The precious metals alone can be worth tens of billions of dollars in the 
  346.    medium-sized (100 m dia) NiFe asteroids.
  347.  
  348.    Overall, our assay of the solar system to date is poor.  More 
  349.    astronomical observations, meteorite analysis, and planetary exploration
  350.    missions to the Moon, asteroids, Mars, Jovian moons, and comets are needed.
  351.  
  352.    Nick Szabo            szabo@sequent.com
  353.    Think long-term, act now.
  354.  
  355. So here's an interesting question, especially for any people who have
  356. had experience dealing with the upper levels of the business sector --
  357. would there be any interest in commercially-funded space probes to
  358. survey resource deposits in the asteroids, comets, Jovian moons, Moon,
  359. Mars, etc?
  360.  
  361. Many different types of robot probes could fall into this category:
  362. penetrators, rovers, sample return missions, on-site sample analysis
  363. missions, etc.
  364.  
  365. Part of the question is whether any companies have the foresight to
  366. invest millions now to receive a return of billions in the future.  If
  367. American corporations are too short-sighted, are European and Japanese
  368. companies any better?
  369.  
  370. The other part is the question of when space law will catch up and
  371. establish guidelines for property rights in space.  There are enough
  372. asteroids and enough open territory on planets and moons that I can't
  373. imagine too many fights over the same resource deposit.  On the other
  374. hand, we need a way for a company to obtain rights to minerals on a
  375. world without being able to claim the entire world (and prevent others
  376. from mining it).
  377.  
  378. A simple rule for ownership might be based on a minimum amount of
  379. delta-v.  So if someone sent an asteroid into Earth orbit, he could
  380. claim the entire asteroid as his property.  If he just landed on the
  381. asteroid, he could only claim the amount of resources that he could
  382. load onto his ship.
  383.  
  384. One could also add provisions for ownership of a certain amount of
  385. land area surrounding a permanent base.
  386.  
  387. Above all, we need to avoid any sort of legislative quagmire like the
  388. late, unlamented UN Moon Treaty.
  389. --
  390. _______________________________________________________________________________
  391.  
  392. Brian Yamauchi                University of Rochester
  393. yamauchi@cs.rochester.edu        Department of Computer Science
  394. _______________________________________________________________________________
  395.  
  396. ------------------------------
  397.  
  398. End of SPACE Digest V13 #186
  399. *******************
  400.