Насколько реален сценарий добычи полезных ископаемых в космосе

Если посмотреть промо-ролики «космошахтерских» компаний Planetary Resources или Deep Space Industries, создается впечатление, что это реклама компьютерной игры: красивая графика и фантастический сюжет про добычу в космосе полезных ископаемых.

Почем астероид? Рассуждать, сколько всего ценного можно добыть на астероидах, — задача приятная и увлекательная, поскольку цифры получаются астрономические, а подсчеты за нас уже провел Ян Уэбстер, создатель сайта Asterank (ныне принадлежит Planetary Resources). Он уже рассчитал приблизительную ценность недр тысяч астероидов и примерную стоимость их разработки с поправкой на то, насколько доступен тот или иной астероид для миссий с Земли. Самым экономически выгодным, по его расчетам, является астероид Рюгу — тот содержит никеля, кобальта, железа и воды на $ 83 миллиарда, а его разработка может принести до $ 30 миллиардов чистой прибыли. В этом году до него как раз должен долететь японский космический аппарат «Хаябуса-2». 

Из чего состоят астероиды, с Земли можно установить по спектру света, который они отражают. Особенно интересны с точки зрения содержания воды, редкоземельных элементов и платиноидов астероиды, состоящие из углистых хондритов. Однако спектральный анализ, конечно, не абсолютно точен. «Например, недавно выяснилось, почему спектр астероидов, которые состоят из углистых хондритов, отличается от тех хондритов, которые находятся в нашей метеоритной коллекции и могут быть исследованы в лаборатории. Оказалось, что в результате облучения солнечным ветром в частицах реголита на поверхности этих астероидов разрушается кристаллическая решетка и образуется аморфная пленка, а в ней — наносферы железа, которые придают спектру красноватый оттенок. 

Это стало понятно благодаря тому, что японский аппарат „Хаябуса“ доставил образцы реголита с поверхности астероида Итокава на Землю», — говорит в беседе с «Чердаком» Евгений Слюта, заведующий лабораторией геохимии Луны и планет Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского. Однако экономическая целесообразность разработки астероидов пока остается под вопросом. «Платиноидов и редкоземельных элементов еще вполне достаточно и на Земле. Например, в России есть так называемые „забалансовые“ запасы, которые были разведаны еще в советское время. Как инженер-геолог по образованию, могу сказать, что этих месторождений хватит еще не на одну сотню лет», — считает Слюта. К тому же сама технология доставки полезных ископаемых с астероидов на Землю — дело пока темное. Технологию захвата астероидов и доставки их на лунную орбиту разрабатывало НАСА, однако в прошлом году этот проект агентства был закрыт из-за отсутствия финансирования. Основные энтузиасты космической добычи, те самые Planetary Resources и Deep Space Industries, пока зарабатывают не бурением шахт в далеких астероидах, а разработкой спутников. Так, в 2016 году Planetary Resources получила $ 21 миллион от инвесторов на программу дистанционного зондирования Земли Ceres, а Deep Space Industries поставляет спутники для компании, HawkEye 360, которая также разрабатывает систему мониторинга Земли из космоса. 

Пока что на правду больше похоже использование добытых в космосе ресурсов на месте. Причем первым космическим месторождением, по всей видимости, станут не астероиды, а Луна, а добываемым ресурсом — вода. Дотянуть до заправки Точнее, не сама по себе вода, а кислород и водород, на которые вода разлагается под действием электрического тока. «Водородные двигатели уже существуют, и КПД у них высокий», — говорит Анна Плотникова, преподаватель МИСиС, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Инновационные горные технологии». Основным потребителем этого топлива могут стать заправочные станции для спутников. Запуск спутника — дело дорогое, а когда на нем кончается топливо, он превращается в космический мусор. С технологиями дозаправки в космосе экспериментируют и NASA, и Китай, и частные компании. «Как только найдутся компании, которые станут заниматься дозаправкой спутников, добыча ресурсов в космосе станет очень экономически привлекательна. Сейчас вывести на орбиту Земли килограмм груза — это 10—30 тысяч долларов. А если добывать воду на Луне, то ее доставка будет стоит менее тысячи долларов. Как только появятся заправочные станции, найдутся желающие покупать эту воду», — уверена Плотникова. При участии МИСИС, ТГУ, ТУСУР, НП «ЦИГТ» и ряда частных компаний ведутся работы над развитием технологий, связанных с добычей ископаемых в космосе: испарением воды из грунта, похожего на лунный реголит, технологией холодного бурения. «На Луне небольшое изменение температуры грунта из-за вакуума ведет к интенсивному испарению. Если при бурении порода нагреется больше, чем на несколько градусов, то все, что нас интересует, просто испарится», — объясняет Плотникова. Также ученые и инженеры работают над созданием имитаторов лунного грунта, чтобы тестировать на Земле космическую технику, — иначе получится как с марсоходом Curiosity, поверхность колес которого разрушается быстрее, чем планировалось. «Сейчас мы вместе с Томским государственным университетом хотим запустить следующий проект: испарить кусок грунта, „разобрать“ его на атомы, после чего сконденсировать чистые материалы для строительства или производства деталей аппаратов непосредственно в космосе. 

С ТГУ — научные обоснования, с нас — изготовление оборудования и эксперименты», — рассказывает Анна. Еще одна проблема, которую нужно решить, чтобы сделать разработку месторождений на Луне былью, — медленная связь. Сигнал до Луны идет где-то секунду с небольшим и столько же обратно. Если робот на ее поверхности совершит неудачный маневр, он может застрять в какой-нибудь расщелине прежде, чем на Земле успеют отдать ему команду поменять траекторию. «Мы хотим сделать прототип разведочного робота и поставить его на Земле, например во дворе МИСиС, и через ЦУП ТУСУРа посылать сигнал в космос на спутник, а со спутника — на этот „лунный трактор“. Это поможет проработать проблемы со связью, которые могут возникнуть в ходе реальной экспедиции», — рассказала инженер. В более отдаленных планах — прототип разведочного робота с искусственным интеллектом, который сможет сам принимать решения и самообучаться. Подобный «трактор» разрабатывает и НАСА. 

Предполагается, что он полетит на Луну в начале 2020-х годов. «Когда мы начинали этим заниматься в 2011 году, на этот проект реагировали неоднозначно. Основной вопрос, который мы слышали: „Ребят, вам что, на Земле делать нечего?“ А сейчас прошло семь лет и началась настоящая гонка. Европа активно занимается вопросами добычи воды, Китай изучает вопросы бурения в космосе. Думаю, что до реальной добычи ресурсов в космосе пройдет еще максимум еще 10 лет», — считает Плотникова. Интересно, что при всем этом мировое законодательство запрещает использовать космические ресурсы в коммерческих целях. Но в США в 2015 году был принят закон, который дает право частным компаниям добывать минералы и другие вещества, в частности воду, на астероидах и Луне с коммерческими целями. А в прошлом году подобный закон появился в Люксембурге. Россия пока что следует международному законодательству. «Однако это ведет к тому, что еще чуть-чуть — и мы начнем очень сильно отставать в вопросах освоения ресурсов в космосе», — предупреждает ученый

взято тут