Att överleva med stil

Den fjärde dödsdomen: de ändliga resurserna

Det för oss till den fjärde undergången: användningen av ickeförnyelsebara resurser. Kan vi tillverka materialen som krävs för att överleva med stil? Och kan vi göra det utan att förorena jorden?

Visst kan vi det. Vi kan hitta materialen i rymden – och gör vi det kan vi undvika miljöförstöring helt och hållet. (Det finns naturligtvis de som bekymrar sig över "miljöförstöring i yttre rymden", ett typiskt exempel på tänkande utan kvantitetsfaktorer. Om vi så skulle ägna hela jordens BNP åt uppgiften att förvandla hela jordens massa till förorening skulle vi inte lyckas med att miljöförstöra mer än en bråkdels procent av rymden i solsystemet – och effekten av detta skulle ändå bara bli temporär. Man misstänker att de som bekymrar sig över "miljöförstöring i yttre rymden" antingen är otroligt arroganta, eller möjligen motiveras av att främja nolltillväxt för dess egen skull.)

Produktionen av metaller är ett utmärkt exempel. Gruvdrift på och raffinering av metaller är bland de mest miljöförorenande aktiviteter vi kan företa oss, och metaller är bland de mest ickeförnyelsebara resurser vi har. Får vi bara tillräckligt med järn, stål, koppar, aluminium, zink och bly, och nog kommer vi att ha klått dessa problem. Ge oss tillräckligt med energi och metaller, och vi far välstånd.

När allt kommer omkring har effekterna av gruvdrift producerat fruktansvärda förgiftningar. Kopparraffinering har förgiftat många åar; samma sak har de stålverk gjort mot Pittsburgh som en gång gjorde staden till en legend. Dessutom kräver behandlingen av metaller stora energimäng-der. (Men Pittsburgh är också ett lysande exempel på hur föroreningar kan rensas upp när vi väl beslutat oss för att göra det; en hel generation har aldrig sett den rök och eld som utmärkte gamla Pittsburgh.)

Ge oss metaller fritt och enkelt, och resten är lätt. Ge oss tillräckligt med metaller och vi skall industrialisera världen. Dessutom, om vi klarar av att göra detta i rymden kommer vi troligen att klara av allt annat som måste göras. Därför skall jag använda metallproduktion som ett illustrativt exempel.

Under 1967, ett år för vilket jag råkar ha siffror-na, producerade Förenta Staterna 315 miljoner ton järn, stål, valsjärn, aluminium, koppar, zink och bly. (Jag adderade alla siffrorna i en faktaka-lender för att få den summan.) Det blir 2,866 x 10E14 gram metall. Anta vi arbetar med malm som innehåller 3% metall, och vi har 9,6 x 10E15 gram malm, eller 10,5 miljarder (amerikanska) ton.

Det låter ju mycket. För att få någon känsla för srorleken, låt oss lägga allt i en enda stor hög. Om vi antar att malmen är av normal densitet kommer vi att få ett block som är mindre än en kub på 1,5 kilometer, något mer än en kubikkilometer och mindre än en kubik-mile. Om man vill ha en sfärisk klippa blir den mindre än två kilometer i diameter.

Det finns 40.000 eller fler asteroider större än 5 km i diameter. När allt kommer omkring kommer vi kanske inte att få slut på metaller...

Men denna artikel heter "Att överleva med stil". Stil innebär inte för mig en västvärld som en ö av välstånd i en ocean av fattigdom. Stil betyder för mig att alla på jorden skall ha en chans att nå välstånd – åtminstone ett anständigt liv.

Kan vi enas om att om alla på jorden nådde samma metallproduktion per capita som USA så skulle vi troligen ha nått välstånd? Särskilt som USA till att börja med exporterar en hel del av sin produktion; säkerligen är det tillräckligt.

Så vi tar våra 315 miljoner ton och multiplicerar med jordens befolkning och dividerar med USAs befolkning; om vi antar att vi använder 3-procentig malm vet vi hur mycket vi behöver. Resultatet blir en sfär mindre än 4 engelska miles i diameter (ca. 6 km) – och det finns över 100.000 asteroider större än så.

Treprocentig malm är inte en så dålig gissning vad gäller asteroidernas material. Faktiskt är det så att med data från månstenarna är 3% en undervärdering av vad man kan vänta sig i en genomsnittlig asteroid. Det har fallit nickel-järn-meteoriter till jorden bestående av nästan 80% metall. Sedan är det också så att en del asteroider en gång var mycket differentierade – de var tillräck-ligt stora för att forma metallkärnor. Sedan har sådana planetoider under de fyra miljarder år som gått krockat omkring en massa så att det värdelösa stenskalet har knackats bort och lämnat den värdefulla metallkärnan kvar så vi kan använda den.

Det finns över 100.000 asteroider som var och en är kapabel att förse jordens befolkning med mer metall per person än USA konsumerar. Vi kom-mer säkert inte att få slut på metaller – men kan vi använda dem?

Visst kan vi det. Låt oss till att börja med glöm-ma att asteroiderna är långt borta där ute i asteroidbältet, och koncentrera oss på hur vi skall få ut metallerna, bara vi har asteroiden i omloppsbana kring jorden. Det visar sig vara enkelt. Vi kan använda sofistikerade metoder, men också råkraft: koka stenen.

Det krävs cirka 2000 kalorier per gram att koka järn. Det motsvarar vad vi får göra i värsta fall, så vi låtsas att hela asteroiden är av järn. Det krävs då omkring 8,8 x 10E26 erg eller 20.000 megaton, för att koka bort det.

I jordomloppsbanan levererar solen omkring 1,37x10E6 erg per sekund och kvadratcentimeter, och ute i rymden kan vi fånga upp det med speglar. För att koka vår sten behöver vi sätta upp en spegel med radien 80 kilometer. Det är lite för stort, men vi behöver inte koka hela stenen på en gång. En mycket mindre spegel för att koncentrera solljuset på en liten del av stenen åt gången vore att föredra.

En spegel i rymden behöver inte vara mer än den tunnaste mylar med ett reflekterande aluminiumskikt, roterande så att den behåller formen. Det finns ingen vind eller gravitation i rymden. En spegel som är en eller två kilometer i diameter är en enkel konstruktion – och mer än adekvat för vårt jobb. Om så skulle behövas kan vi helt enkelt destillera bort metallerna.

Notera förresten att hittills har det inte blivit den minsta förorening på jorden – trots att vi skaffat oss metall så att det räcker för hela jordens befolkning. All smuts finns ute i rymden där den inte kan skada oss. Men vi har fortfarande ett problem. Mina metaller är inte i bana kring jorden; de finns där ute i asteroidbältet, och de måste flyttas hit – det kommer att kräva energi.

Låt oss se hur mycket det krävs. För att ta sig från asteroiden Ceres till jorden behöver man en hastighetsförändring på omkring 7 kilometer i sekunden. Per definition är energi massa som utsätts för hastighetsförändring, så vi kan snabbt räkna ut hur mycket vi behöver; om vi flyttar hela stenen kommer det att kräva 1% av jordens energiförbrukning. Det är inte särskilt mycket; vi spenderar redan betydligt mer än så på metallproduktion.

Uppgift:
Tag en asteroid som väger 5 miljarder ton, flytta den från asteroidbältet och lägg den i omlopp runt jorden.

Lösning:

• Det kräver en flykthastighet på 7 kilometer per sekund.
• Energi = ((massa x hastighet)^2)/2
• Det behövs 1,225x10E27 erg.
• Som jämförelse förbrukar hela världen 10E29 erg per år, så vi behöver bara 1% av det...
• Det är samma sak som 30.000 megaton, så en bomb på 30.000 Mt kan klara av det.
• Om vi vill ha lite högre effektivitet kan vi konvertera 2.500 ton väte till helium.

Så snart vi fått stenen i bana runt jorden är det enkelt att få ut metallen. Det räcker med att koka hela stenen. Det kräver förstås ganska stora speglar, men än sen...

Bild 7, Flyttfirman Pournelle fixar flytten

För att vara mer exakt krävs det 30.000 megaton, och om så krävs kan vi använda en vätebomb. Sätt en vätebomb i asteroidens masscentrum och låt den explodera; jag garanterar att den där klumpen kommer att röra på sig. Det är dyrt, men inte överdrivet. Om man antar att jag har lasertändare för min vätebomb krävs bara några ton väte.

Jag kan också åstadkomma det med fusion: vid 10% i effektivitet kan jag få ut 6,4 x 10E17 erg per gram av vätet, och jag behöver omkring 10E27 erg totalt för att flytta på stenen; som motor kan jag använda en jonmotor, och förbränna delar av asteroiden som reaktionsmassa. Vad som kommer fram blir något mindre än det som startade, men vem bryr sig? Vad jag kommer att slänga iväg som reaktionsmassa är slaggen från mitt raffinaderi.

(För den som inte har den blekaste aning vad jag talar om: en raket fungerar genom att slänga något överbord. Det som slängs kallas reaktionsmassa. I de stora rymdprogrammen används förbränningsgaser som reaktionsmassa, men det finns ingen anledning varför man inte kan använda damm, finmalen sten, eller slagg från ett metallraffinaderi. Det hela hänger enbart på att man kan slänga det akterut tillräckligt fort.)

Detta leder till en annan möjlighet: varför inte sätta upp ett raffinaderi ute i asteroidbältet? Sätt upp ett stort spegelsystem och gör raffineringen på väg mot jorden; använd slaggen som reaktions-massa för att flytta på alltihop, sten, raffinaderi, allt. Jag kan ge kraft åt det med solspeglar. Eller jag kan göra allt på en gång: ha bomber för att ge startstöten, sätta upp speglar när jag närmar mig, och när jag ändå håller på, sätter jag upp ett fusionskraftverk på den rörliga gruvan / raffinaderiet / rymdskeppet som jag skapat.

I värsta fall får jag bära med mig lika mycket väte som i en Saturnusraket (endast tredje steget på Saturnusraketerna var vätedrivet. ö.a.), samt en skeppslast med besättning och utrustning; och för det får jag ett helt årsbehov av metall för hela världen. Värdet av min sten är en triljon dollar när den nått jorden; mer än väl för att betala rymdprogrammet och nationens budgetunderskott på en och samma gång.

Att spränga en asteroid. Bild: Adam Burn.

Alltså: Till kostnaden av en del väte och ett tämligen komplext rymdskeppssystem har jag fört tillräckligt med metall till jorden för att alla skall få del av välståndet. Även om vi inte gör något annat i rymden; jag har inte uppfunnit några nya, häpnadsväckande processer (som jag ibland skrivit om i andra sammanhang) – och vi har klått miljöförstöringen, de krympande resurserna, låtit utvecklingsländerna industrialiseras, och piskat fram större livsmedelsproduktion för ett tag.

Vi har undvikit den fjärde och sista undergången och det var alla som fanns.

Visst: tillväxten har gränser. Men med hela rymden att leka med kan jag gladeligen lämna det problemet till mina ättlingar att bekymra sig för, 10.000 år framåt i tiden.

Jag kan höra hur kritikerna muttrar. "Men, men, men, vad gör denna galning? Bollar med siffror på det viset! Föra hit asteroider. Det är absurt!"

Verkligen? Kom ihåg att vi hanterar kvantiteter som är så stora redan nu, här på jorden; i tåg och på fartyg, och det kräver betydligt mer energi att behandla dem här än vad det skulle krävas i rymden. Och för att få den energin måste vi bränna fossila bränslen – vilka egentligen är betydligt värdefullare som kemikalier än för att sätta tändstickor till – och klara av den resulterande miljöförstöringen. Och när allt kommer omkring har jag bara antagit att vi kommer att förse hela världen med metaller i samma takt som vi nu producerar dem från alla källor – inklusive återvinning – här nere på jorden i USA. Vad är det för absurt med det?

Nej, vi kommer inte att operera i rymden i denna skala ännu på några år; inte producerade vi alla dessa ton stål 1930, heller. Även de sämsta modellerna för jorden kommer inte att ta livet av oss förrän 2020 – ett årtal vid vilket vi mycket väl kan vara kapabla att flytta på asteroider, koka dem som raffinering och ta ned de resulterande metallerna till jorden. Det är ett årtal vid vilket vi med säkerhet kommer att ha solkraftsatelliter, såvida vi vill ha dem förstås. Och det är lång tid från nu till år 2020.

Ja, vi lever på en ändlig jord. Men det finns ett helt solsystem därute. Om vi inte vill, lever vi inte på "en enda jord". Om vi vill så lever vi i ett system av nio planeter, 36 månar (före vissa Voyager-rön. ö.a.), en miljon asteroider, en miljard kometer, och en mycket stor termonukleär reaktor och strålkälla. Allt detta väntar på oss där ute. Vi behöver bara lyfta upp våra huvuden över lorten för att hitta, inte bara överlevnad, utan överlevnad med stil.

Av Jerry Pournelle, ur ”A Step Further Out” (Ace Books, 1979) Översättning: Ahrvid Engholm. Publicerad med tillstånd av författaren.

Läs mer

Om Jerry Pournelle: www.jerrypournelle.com
Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Jerry_Pournelle
Stöd Science Fiction och Eurocon. Gå på sommarens kongress: www.eurocon2011.se
Här finns andra SF-tankar som förvekligats: http://techworld.idg.se/2.2524/1.323746/nar-science-fiction-blir-verklighet