home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_7 / V13_749.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-30  |  19KB

  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/EcPLgmm00WBwE24U4n>;
  5.           Sun, 30 Jun 91 02:33:22 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <gcPLgf200WBwE22k4n@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: Sun, 30 Jun 91 02:33:15 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #749
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 749
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.     Re: The Adaptive Optics Myth, was Re: HST vs Ground b
  18.          BITNET mail from MORILLON at FRESE51
  19.   Re: Platinum-group metal concentrations in earth-crossing objects
  20.       Re: Excavating (mining) gold in the space by NASA.
  21.   Re: Platinum-group metal concentrations in earth-crossing objects
  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: 14 Jun 91 14:33:02 GMT
  33. From: mcsun!ukc!ox-prg!oxuniv!clements@uunet.uu.net
  34. Subject: Re: The Adaptive Optics Myth, was Re: HST vs Ground b
  35.  
  36. >>While it is true that HST does make *some* improvements on the resolution
  37. >>achievable by normal ground based telescopes, I would expect that we could do
  38. >>a *lot* better by putting the 1.5 billion dollars HST cost into adaptive and
  39. >>active optics. These techniques actively correct for the distortions introduced
  40. >>by the atmosphere. 
  41. > But work only in the Near Infrared! The farther towards the visual, let alone
  42. > UV you go, the worse the seeing gets and you run out of photons and cannot
  43. > analyze the wavefront errors anymore. [I detailed that two years ago in a
  44. > letter to 'Nature' which was *accepted* (I even got a proof sheet) but then
  45. > never made it into print (or has someone seen it?) - strange...]
  46.  
  47. This is true if you use the photons from you (faint) astronomical object to
  48. provide the correction information. Recently published papers (AAS meeting
  49. Seatle, 1991) from the declassified SDIO studies in adaptive optics use a
  50. laser to generate a fake bright 'star' in the ionosphere which is then used to
  51. calculate the necessary wavefront corrections. This, I am lead to believe, has
  52. proved very successful, and is *still* much cheaper than HST even at its first
  53. guess price.
  54. >>The NTT (New Technology Telescope) at ESO regularly gets
  55. >>resolutions well below 1 arcsecond, by using only relatively simple correction
  56. >>techniques.
  57.  
  58. The CFHT on Mauna Kea has now been sed to image stars in Virgo galaxies, a
  59. project originally slated for HST but shot down by the mirror flaw. 
  60. > Which have nothing at all to do with Adaptive Optics: the NTT uses Active
  61. > Optics which is a *much* slower analyzing & correcting process which ignores
  62. > the Seeing completely. [See my article in Sky&Tel Sept.1989 for details.]
  63. > This Adaptive Optics plus an excellent site plus an ingenious seeing-reducing
  64. > pseudo-dome give the NTT 0.5" regularly and 0.3" at times. HST, BTW, would
  65. > have been some 5 to 10 times better, not to speak of its UV capabilities
  66. > beyond the atmospheric barrier. 
  67. OK. I always get confused between active and adaptive optics. The points
  68. remains the same.
  69. The UV stuff that HST is still very capable of doing is a unique facility,
  70. which should yield some great science. But HST is a very expensive 'super IUE'
  71. in that case...
  72. >>Other possibilities for beating HSTs resolution on the ground
  73. >>include optical interferometry (like the radio mapping that the VLA does but 
  74. >>in the optical). The ESO VLT will use 4 linked 8 metre optical telescopes to
  75. >>get resolutions better than HST will achieve *even if it was built right*, and
  76. >>it will cost about 1/10th as much.
  77. > The VLTI (VLT Interferometer) is indeed a tremendously exciting prospect for
  78. > the early years of the 21st century, but getting actual *images* with 1/10000"
  79. > resolution this way will be a *BIG* task. ESO's press people love to show
  80. > around the sharpest Neptune images by Voyager 2 and promise that the VLTI will
  81. > be able to repeat that (with Adaptive Optics) - unlikely, to say the least.
  82.  
  83. I think you're being a bit doctrinaire in what you call an image.
  84. Interferometry is certainly *the* way to get really great resolution. VLTI is
  85. not the only way to do it either. A group at Cambridge have got a map of
  86. Arcturus using the Hershel in an interferometer mode (mask off most of the 4m
  87. reflector and use a few holes in the mask to do interferometry and achieve
  88. diffraction limited resolution).
  89.  
  90. The same group are also working on COAST (Cambridge Optical Aperture Synthesis
  91. Telescope) whichj they hope to ave working with baslines of 50 to 100 m. This
  92. will be streets ahead of HST in rsolution... (when it works).
  93.  
  94. Dave
  95.  
  96. I'll do the .sig later.
  97.  
  98. ------------------------------
  99.  
  100. Date: 14 JUN 91 19:57:30.45-GMT
  101. From: MORILLON%FRESE51.BITNET@vma.cc.cmu.edu
  102. Subject:  BITNET mail from MORILLON at FRESE51
  103.  
  104. UNSUBSCRIBE SPACE
  105.  
  106. ------------------------------
  107.  
  108. Date: 16 Jun 91 02:47:47 GMT
  109. From: sequent!muncher.sequent.com!szabo@uunet.uu.net
  110. Subject: Re: Platinum-group metal concentrations in earth-crossing objects
  111.  
  112. In article <1991Jun16.000359.10311@world.std.com> webber@world.std.com (Robert D Webber) writes:
  113.  
  114. [Excellent article re: asteroid mining]
  115.  
  116. >In the absence of a container the composition of the GaAs crystal comes 
  117. >out wrong...
  118.  
  119. This is an interesting statement; why does this occur?
  120.  
  121.  
  122. >>First, we should find grains with the above concentrations or better
  123. >>in a high-metal regolith (a task for space exploration).  We
  124. >>extract the metal grains with a magnetic rake.  Next, we process
  125. >>the metal regolith with the gaseous carbonyl process, as follows:
  126. >
  127. >You will need to break the hunk of rock down in size quite a bit, first...
  128.  
  129. I agree that breaking down the solid metal is difficult.  I don't propose to
  130. do that for the first mining projects. I am looking for metal regolith 
  131. (dust and flakes) that is ready to melt.  This is known to exist in very small 
  132. percentages scattered on the Lunar surface, and probably exists in much higher 
  133. concentrations, perhaps up to >90%, on the surface of metallic asteroids.
  134. Alternatively, brittle chondrites contain up to 30% metal flakes and this
  135. can be crushed and raked with a magnet to get nearly pure metal regolith.
  136. Exploration can make the mining operations much simpler by pointing out
  137. the most easily processed material.
  138.  
  139.  
  140. >So how much does it cost to get the carbon monoxide and water up there
  141. >in the first place?  
  142.  
  143. Good question.  The answer is that comets, carbonaceous chondrite 
  144. asteroids, and possibly comet fragments in meteor showers contain 
  145. carbon compounds including carbon monoxide, and also contain abundant water.  
  146. The ice can be captured using solar thermal engines and the ice itself 
  147. as reaction mass.   The ice-mining operation will have to pay for itself in
  148. terms of reaction mass, shielding, heat sinks, and fuel manufactured from
  149. the ice materials and used in Earth orbit.   I call this "ice bootstrapping" 
  150. since ice as reaction mass can be used to lift more equipment to catch 
  151. more chunks of ice, etc. until the cost of fuel, heat sinks, and shielding
  152. in Earth orbit is very low.
  153.  
  154. As you point out rock and metal processing is quite non-trivial.  
  155. In comparison, however, ice mining requires little more than a mirror, 
  156. bag, and simple distillery.  After the ice bootstrapping takes place, it 
  157. will be much easier to lift heavy mining equipment out to the asteroids, 
  158. or alternatively bring raw asteroid regolith to Earth orbit and process it
  159. there.  The ice also provides the water and carbon monoxide needed for
  160. the carbonyl process.
  161.  
  162. Volatile mining will likely be the first use of extraterrestrial materials,
  163. but it cannot occur until we have explored the earth-crossing asteroids and
  164. meteor showers sufficiently to find good sources of ice, or, failing that,
  165. the highest concentrations of water of hydration and carbon in chondrites.
  166.  
  167.  
  168. >Incidentally, you will need a fair bit of material for the
  169. >carbonyl process fixtures as well.  The units I saw on a tour of the
  170. >Inco facilities in Sudbury were pretty massive, though I'll grant you
  171. >that a space facility can be less concerned about accidental carbonyl
  172. >releases than an earth-based one.
  173.  
  174. This is a rather underated aspect of space industry.  In the long run,
  175. it can replace many Earthside industries that really should not be 
  176. conducted in the middle of an ecosystem.  In the short run, the
  177. ability to work outside the ecosystem can make some processes significantly
  178. cheaper.  I am not sure to what extent the carbonyl process is an example; 
  179. can any readers shed more light on this?
  180.  
  181.  
  182. >>If we want to get the pure elements additional processing is
  183. >>required.
  184. >
  185. >No kidding?!
  186.  
  187. :-) At this point the impure mixture of platinum-group elements, gallium, 
  188. arsenic, and other stuff is already worth $20,000/kg.  The rest of
  189. the processing can be done on Earth.  If we want to use any of these
  190. in the pure form in orbit, we need the "additional processing."
  191.  
  192.  
  193. >I've often wondered whether any of the people who figure that metallurgical
  194. >operations in space would be simple have ever visited an earthside
  195. >metals extraction plant.  
  196.  
  197. I share your impatience.  In the space community there is an underestimation 
  198. of mining engineering across the spectrum of mining operations.  Many 
  199. "Manned Mars Mission" scenarios, for example, propose extracting fuel 
  200. from extraterrestrial regolith and assume that the mining engineering is
  201. going to be trivial without detailed analysis or, for that matter, even 
  202. bothering to ask a mining engineer.  Mining equipment is itself difficult;
  203. mining equipment in vacuum and microgravity will take much engineering
  204. and trial and error before we get it right.
  205.  
  206. On the other hand, if we use the abundant thermal energy, microgravity, 
  207. and vacuum to full advantage, some of the processes become much easier.  
  208. (Some become much harder, so we don't use those).   That is my other
  209. pet peeve on this subject.  Merely transfering Earth mining techniques
  210. into space is stupidity.  We need to take full advantage of the new
  211. environment.  Much work has to be done to determine which processes gain 
  212. the most advantage, what new processes are made possible, and how much 
  213. can be done with the least mass of equipment.  The actual mines will bear very 
  214. little outward resemblence to their Earthside counterparts.  At $3.4 
  215. billion/year for just the platinum-group elements, billions more 
  216. for space-manufactured semiconductors, alloys, and other products, and
  217. potentially tens of billions per year for solar power satellites, 
  218. there is quite a bit of incentive for that work to get done.
  219.  
  220.  
  221. -- 
  222. Nick Szabo            szabo@sequent.com
  223. Embrace Change...  Keep the Values...  Hold Dear the Laughter...
  224. These views are my own, and do not represent any organization.
  225.  
  226. ------------------------------
  227.  
  228. Date: 15 Jun 91 20:00:29 GMT
  229. From: cis.ohio-state.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!swrinde!cs.utexas.edu!uwm.edu!ux1.cso.uiuc.edu!bryans@ucbvax.Berkeley.EDU  (B. Charles Siegfried)
  230. Subject: Re: Excavating (mining) gold in the space by NASA.
  231.  
  232. shafer@skipper.dfrf.nasa.gov (Mary Shafer) writes:
  233. >The gold and silver that the Spanish brought back from the New World
  234. >messed up the European economy quite greviously.  Galloping inflation,
  235. >with too much money (precious metals, of course) chasing too few goods.
  236. >This caused a lot of instability, first economic and then political.
  237.  
  238.     When the Spanish brought back their riches, Europe's
  239. currency was essentially based on precious metals.  Gold and
  240. silver do have more influence than most commodities, but
  241. an infusion of a larg amount of gold would have little effect 
  242. on the whole world economy compared to what Europe experienced
  243. in the mercatilist age.  Besides, the need to open new markets
  244. and to grow certainly outweighs any minor dislocations in the
  245. process.  Europe may have experienced a little shake - up
  246. when their metal currency was debased, but the summ effect of
  247. colonialization provided a tremendous boost to the European economy.
  248.  
  249. __
  250. Bryan Siegfried            Biology and Economics at UIUC
  251. zig@uiuc.edu
  252.  
  253. ------------------------------
  254.  
  255. Date: 16 Jun 91 00:03:59 GMT
  256. From: cis.ohio-state.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!think.com!snorkelwacker.mit.edu!world!webber@ucbvax.Berkeley.EDU  (Robert D Webber)
  257. Subject: Re: Platinum-group metal concentrations in earth-crossing objects
  258.  
  259. In article <1991Jun12.073415.12543@sequent.com> szabo@sequent.com writes:
  260. >
  261. >The best data we have come from the asteroid samples fallen to Earth,
  262. >meteorites, many of which contain metal or metal grains from core 
  263. >material.  The best platinum-group concentrations have been
  264. >found in the metal grains of LL-type chondrites, as follows:
  265. >
  266. [...numbers in the tens of ppm deleted...]
  267. >
  268. >As an aside, they also contain 1-15 ppm gallium, 200 ppm germanium, and 
  269. >1.2 ppm arsenic.   Space Industries Inc. is currently working on a 
  270. >wake shield to produce large volumes of very high vacuum, which can 
  271. >be used with microgravity to create GaAs and other semiconductors 
  272. >with much greater purity than in Earthside semiconductor fabs.  
  273.  
  274. Back in semiconductor fabrication class they always told us the biggest
  275. contamination problem came from the container, and that the high vapour
  276. pressure of arsenic led to a need for either As pressurization or some
  277. kind of complete encapsulation for the melt.  In the absence of a
  278. container the composition of the GaAs crystal comes out wrong, so I
  279. don't see how the "very high vacuum" will help fabrication operations
  280. for the materials used to make devices.
  281.  
  282. >Back to platinum: we have a total of 55 ppm platinum group, about 5 
  283. >times better than the best Earth ore.  This still wouldn't be that 
  284. >good, given the high costs of launching mining equipment, except 
  285. >that there exists a process which, taking advantage of the large 
  286. >amounts of solar-thermal power available in space, could make 
  287. >extracting the platinum economical.
  288. >
  289. >First, we should find grains with the above concentrations or better
  290. >in a high-metal regolith (a task for space exploration).  We
  291. >extract the metal grains with a magnetic rake.  Next, we process
  292. >the metal regolith with the gaseous carbonyl process, as follows:
  293.  
  294. You will need to break the hunk of rock down in size quite a bit, first.
  295. On the ground this is generally accomplished by crushing in rather large,
  296. heavy machines, then grinding in a mill where balls or rods are raised
  297. from and dropped back onto the material to be ground.  Obviously the
  298. term "dropped" implies the machine's presence in a gravity field.  I suppose
  299. that some other accelerating field could be substituted.  Anyway, the
  300. grinding medium in a conventional process needs to be dense so that the
  301. individual grinding elements have a lot of kinetic energy for a small
  302. surface area: this allows a lot of K.E. to be transformed into the energy
  303. of new surfaces during the grinding process in a short period of time.
  304. What are you proposing as an alternative to this very much earthbound,
  305. heavyweight technology?  You definitely need something to get the mineral
  306. particles down to liberation size in the process you describe.
  307. >First phase: 
  308. >
  309. >Treat the regolith with CO at c. 5 atm pressure, 100 degrees 
  310. >C.  This forms a vapor of gaseous carbonyl compounds. 
  311. [...some details of carbonyl processing deleted...]
  312. >The water and CO are again recycled.
  313.  
  314. So how much does it cost to get the carbon monoxide and water up there
  315. in the first place?  I would guess that you can ship up oxygen and
  316. make the monoxide on the spot, once you ship up or build the requisite
  317. process equipment, but shipping water around seems like a somewhat
  318. bad idea.  Incidentally, you will need a fair bit of material for the
  319. carbonyl process fixtures as well.  The units I saw on a tour of the
  320. Inco facilities in Sudbury were pretty massive, though I'll grant you
  321. that a space facility can be less concerned about accidental carbonyl
  322. releases than an earth-based one.
  323.  
  324. One other point: you get metals back out of the carbonyl state by plating
  325. them out on metallic seeds.  If your particles are all down to liberation
  326. size, I'd be willing to bet real money that a lot of platinide dust will
  327. end up blowing around in the carbonyl tank and getting trapped by nickel/
  328. cobalt/iron shell growth on a seed.
  329.  
  330. >This technique, called the gaseous carbonyl process, is currently
  331. >used at the Sudbury mine in Ontario, primarily to extract the nickel,
  332. >and secondarily to extract the c. 5 ppm platinum.  By some accounts
  333. >the Sudbury ore is actually the remains of an impacted asteroid, 
  334. >but I won't get into _that_ broohaha.  :-)
  335.  
  336. There are several operators and a number of mines and mills in the
  337. Sudbury, Ontario area.  The carbonyl plant is located (if my memory of
  338. my visit hasn't spoiled since it's been defrosted) at one of Inco's
  339. facilities, as noted above.  However, precious metals are typically
  340. recovered from anode slime which collects at the bottoms of electrolytic
  341. cells during electrowinning, having precipitated out of molten sulphide
  342. as very fine metallic particles.  Further separation of gold and platinides
  343. is carried out by additional electrochemical processing.
  344.  
  345. The last I heard, the theory was that the high-grade sulphide ore being
  346. mined at Sudbury was formed by an upwelling in crustal cracks after
  347. a meteor strike.  The actual material involved in the meteor seems
  348. unlikely to have produced the millions of tons of material which have
  349. been mined in the Sudbury area.
  350.  
  351. >If we want to get the pure elements additional processing is
  352. >required.
  353.  
  354. No kidding?!
  355.  
  356. I've often wondered whether any of the people who figure that metallurgical
  357. operations in space would be simple have ever visited an earthside
  358. metals extraction plant.  It ain't simple down here, guys, and the size
  359. and cost of even crude equipment is pretty staggering for somebody used
  360. to stuff like computers.  Our state of knowledge for most extraction
  361. processes, and for the systems from which we're extracting values, is
  362. pretty poor, too: we've come a long way from Agricola, but not as far
  363. as it is to what you want to do, and in nowhere nearly as little time.
  364.  
  365. ------------------------------
  366.  
  367. End of SPACE Digest V13 #749
  368. *******************
  369.