Добыча полезных ископаемых на астероидах

Если вы, как и мы, следили за темой развития сферы добычи полезных ископаемых на астероидах, то следующая новость вас явно не обрадует. Уже второй за два последних месяца американский космический стартап официально отказался от этой идеи и в итоге был поглощен более крупной компанией, сообщает портал Space Review. Напомним, что в ноябре прошлого года первой о смене направления работы заявила компания Planetary Resources. Сейчас о закрытии и слиянии с более крупной компанией, работающей в смежной сфере, заявила Deep Space Industries.

Последние десять лет энтузиасты, предприниматели и чиновники активно обсуждают перспективы коммерческого освоения космоса и в частности вопрос добычи полезны ископаемых на астероидах, Луне и других планетах Солнечной системы. Одними из пионеров этой области являлись два американских стартапа — Planetary Resources и Deep Space Industries, объявившие о желании реализации этих идей еще в 2012 и 2013 годах.

В течение последних лет инженеры Planetary Resources смогли запустить несколько зондов, с помощью которых была отработана часть технологий, необходимых для поиска, захвата и добычи ресурсов на астероидах. Компаниям даже удалось привлечь внимание одного из государств. Подобные проекты заинтересовали Люксембург, который даже подписал соглашение с Deep Space Industries и выделил финансирование на разработку зондов-добытчиков Xplore последней, а также подписал меморандум о сотрудничестве с некоторыми другими аналогичными стартапами.

Space Review отмечает, что несмотря на высокий интерес со стороны общественности, обе компании в итоге не смогли привлечь серьезных инвестиций, которые позволили бы им продвинуться дальше в развитии этой сферы. Нехватка средств привела к задержке реализации планов и массовым сокращениям сотрудников. Наблюдая такую картину, в итоге и правительство Люксембурга отказалось от продолжения сотрудничества. Стало ли это финальной точкой — не сообщается, но удар, для обеих компаний, видимо, оказался очень серьезным.

В итоге, как отмечается, обе «сменили вектор развития» и были поглощены двумя боле крупными компаниями — Bradford Space и ConsenSys. Интересно, что вторая вообще не занимается космической сферой (и, скорее всего, не планирует), а работает на рынке криптовалютных операций. Первая же базируется в Европе и занимается разработкой двигателей для микроспутников и других космических аппаратов.

О слиянии Deep Space Industries с компанией Bradford Space было объявлено в начале этого января:

«Мы действительно верим в развитие сферы исследования богатств Солнечной системы и хотели бы стать одними из тех, кто будет готов этим заниматься. С другой стороны, достижение этой мечты требует более пошагового и методичного подхода. Мы пришли к выводу, что для этого нужно решить гораздо больше проблем, чем предполагалось изначально» — прокомментировал покупку DSI глава компании Bradford Space Айэн Фихтенбаум.

Фихтенбаум отметил, что покупка DSI поможет компании проникнуть на рынок США и увеличить ассортимент выпускаемой продукции, который она предлагает как государственным, так и частным космическим компаниям по всему миру. Глава Bradford Space подчеркивает, что многие перспективные проекты, которые разрабатывались в DSI, продолжат развиваться уже внутри Bradford Space. Речь идет, например, о двигателе Comet на уникальном «водном» виде топлива, а также зонде Xplorer. Правда, теперь разработка будет направлена не на освоение астероидов и их полезные ископаемые, а на создание спутников для околоземного пространства.

Похоже, что лопнул очередной «пузырь». Или просто идея добычи ископаемых на астероидах пришла раньше времени? Что думаете? Можете поделиться мыслями не только в комментариях, но и в нашем Telegram-чате.

источник

В конце января 2013 года стало известно, что в США образована компания Deep Space Industries, которая займется добычей полезных ископаемых на астероидах. Хотя, пожалуй, правильнее будет сказать, что компания будет заниматься добычей самих астероидов — их планируется опускать на Землю целиком и обрабатывать уже здесь.

Прежде чем говорить о перспективах космических разработок, следует разобраться, что же все-таки можно добывать в космосе. Наиболее лакомым куском представляются астероиды класса М — третьего по распространенности в Солнечной системе. Дело в том, что многие (хотя и далеко не все) астероиды этого класса состоят из сплава никеля и железа. Довольно часто это просто огромные куски сплава, почти без примесей. Ученые полагают, что они образовались в результате разрушения железных ядер крупных астероидов и протопланет, сформировавшихся на заре развития Солнечной системы. Крупнейший из астероидов такого типа — 16 Психея. Его диаметр составляет около 100 километров, и он почти полностью состоит из металла (по оценкам ученых, масса астероида составляет один процент от массы всего главного пояса астероидов, где он и располагается). Главное достоинство астероидов класса М — высокое, по сравнению с земным, содержание никеля в сплаве.

Правда, как уже говорилось выше, далеко не все астероиды такого класса сплошь металлические — есть и исключения. Например, астероид 21 Лютеция (линейные размеры, напомним,132 на 101 на 76 километров), недавно произведенный в ранг планетезималей, тоже формально относится к классу М. Однако доказательств существования металла на его поверхности не наблюдается. Измерения, проведенные европейским аппаратом «Розетта» в 2011 году, показали, что средняя плотность астероида заметно больше средней плотности каменных астероидов. Вместе с тем точный состав небесного тела до сих пор остается загадкой. Это связано еще и с тем, что поверхность астероида покрыта толстым — до 600 метров в некоторых местах — слоем пыли, мешающей спектральному анализу.

Другой класс астероидов, который может заинтересовать будущих космических шахтеров — это тип S. Они составляют примерно 17 процентов от всей популяции астероидов в поясе астероидов и состоят преимущественно из силикатов магния и железа. По мнению ученых, такие астероиды могут содержать залежи — уже, правда, в виде жил — железа, никеля, магния и прочих металлов. Помимо этого, специалисты утверждают, что на астероидах вполне могут быть месторождения платины, магния, золота и множества других металлов, а также воды.

Надо понимать, что речь идет о колоссальных по современным меркам числах. По оценкам специалистов NASA, если разделить полезные ископаемые в поясе астероидов среди всех жителей земли поровну, то каждому достанется, в пересчете на современные цены, состояние в 100 миллиардов долларов. Типичный астероид класса M диаметром порядка километра содержит (по подсчетам планетолога Джона Левиса) 30 миллионов тонн никеля, 1,5 миллиона тонн кобальта и 7,5 тысячи тонн платины. Стоимость только последней составляет около 150 миллиардов долларов. Считается, что в Солнечной системе таких астероидов может быть до миллиона штук — в качестве примера можно привести 3554 Амон, стоимость которого была оценена в 20 триллионов долларов. Как же добыть это невероятное богатство?

Первое упоминание о добыче полезных ископаемых на астероидах из астероидного пояса относится к 1898 году, когда на свет появился роман «Эдисоновское завоевание Марса» — продолжение «Войны миров» Герберта Уэллса (фанфик, как сказали бы сейчас), написанное американским фантастом и популяризатором науки Гарретом Севиссом. Сложно сказать, когда эта концепция перешла из разряда фантастических в перспективные, но в 1970-х годах NASA уже рассматривало проекты, которые подразумевали выведение на орбиту вокруг астероида рабочей станции с последующей посадкой на небесное тело и выводом последнего на орбиту Луны (изначально, правда, исключительно для исследовательских целей).

В рамках этого метода для перетягивания астероида в удобное для разработки место подходят способы, схожие с теми, которые предполагается использовать для защиты Земли от астероидной опасности. Например, это можно сделать при помощи космического буксира, который может как цепляться напрямую к самому небесному телу, так и работать на орбите, возмущая траекторию астероида своим притяжением (это так называемые гравитационные буксиры). Еще один метод, снискавший широкую известность на ниве потенциальной борьбы с Апофисом, — изменение альбедо, то есть отражающей способности. Сделать это можно при помощи обычной краски или светоотражающей пленки (если покрыть ею астероид или его часть). Остальное, при правильно выполненных расчетах, конечно, доделает эффект Ярковского-О’Кифа-Радзиевского-Пэддэка, который заключается в изменении скорости вращения тела из-за неравномерного нагрева его поверхности Солнцем. Говорят, что именно такого рода методы рассматривали в свое время советские специалисты.

Другой подход — это создание фабрики по добыче полезных ископаемых непосредственно на астероиде. Учитывая, что некоторые астероиды в одноименном поясе содержат воду, причем в довольно большом количестве (до 20 процентов от массы глин в астероидах класса C, по мнению все того же Джона Левиса), то потенциально можно рассматривать вариант строительства добывающих — и, возможно, перерабатывающих — фабрик прямо в космосе. Впрочем, подобную схему пока сложно представить без участия человека.

Есть, однако, и более экзотические варианты, исключающие непосредственное присутствие Homo Sapiens. В 80-х годах прошлого века NASA провело исследование по возможности создания самовоспроизводящейся фабрики на Луне. Проект этот, гораздо более фантастический, чем добыча полезных ископаемых на астероидах, увенчался успехом — специалисты заявили, что существующие технологии действительно позволяют создать фабрику, которая за несколько лет сможет построить свою собственную копию. Подобные фабрики, с точки зрения добычи на астероидах, представляют значительный интерес. Действительно, самовоспроизводящийся аппарат массой один килограмм, работающий на солнечном свете, при условии доступности ресурсов позволит получить спустя два с половиной года около триллиона таких машин. Их, в свою очередь, уже можно будет доставлять на Землю в нужном количестве.

Впрочем, до самого последнего времени добыча полезных ископаемых на астероидах оставалась предметом лишь теоретических изысканий да рассуждений отдельных футурологов. Ситуация изменилась 24 апреля 2012 года, когда был представлен проект Planetary Resources. Основателями его стали американский бизнесмен Питер Диамантис, создавший фонд X-Prize для поддержки рискованных проектов, а также один из первых космических туристов Эрик Андерсон. Коллектив возглавили Крис Левики и Крис Вурхес — оба достаточно долго сотрудничали с NASA, принимали непосредственное участие в разработке марсоходов «Спирит», «Оппортьюнити» и MSL, трудились над «Фениксом». Наконец, среди советников компании значится легендарный режиссер, продюсер, создатель «Аватара» и «Титаника» Джеймс Кэмерон, а среди инвесторов — Ларри Пейдж.

Нет ничего удивительного в том, что с таким списком участников презентация компании привлекла внимание прессы и людей по всему миру. Впрочем, во время самой презентации о самом проекте было рассказано довольно скупо. Так, основатели Planetary Resources говорили, что их первыми целями станут так называемые околоземные объекты — астероиды, чья траектория движения в Солнечной системе проходит в непосредственной близости от Земли (поэтому до них легче добраться). Кроме того, они рассказали, что компания зарегистрирована в США и уже вроде как разработала первые разведывательные корабли Arkyd-100 Series (в конце января 2013 года стало известно, что масса аппарата составит 11 килограммов, и был представлен его прототип). К 2020 году в космосе планируется создать топливный склад для аппаратов добытчиков, и вот тогда уже начнется самое интересное. Правда, каким из описанных выше методов будут пользоваться аппараты компании, не сообщается.

Тогда же появились и первые мнения специалистов о проекте. Они говорили, что создатели Planetary Resources не учитывают целый ряд факторов — например, снижение цен на многие добываемые металлы, ведь стоимость той же платины, к примеру, объясняется в том числе и ее редкостью. Кроме этого, для выхода таких проектов на прибыль необходимо обеспечить существенное снижение стоимости доставки килограмма груза на орбиту. Существенно — значит на несколько порядков. Без этого о коммерческом использовании космоса можно забыть.

Однако все эти скептические заявления процесс не остановили, и в конце января 2013 года стало известно, что еще одна компания собирается добывать полезные ископаемые из астероидов. Новая фирма получила имя Deep Space Industries. Представители ее также заявили, что их компания будет ориентироваться для начала на околоземные объекты. Первые аппараты, получившие название FireFly, массой 25 килограммов будут запускаться в космос уже в 2015 году. Их целью станет геологическая разведка. Следующим этапом будут автономные системы DragonFly, которые начнут летать с 2016 года. Они будут доставлять на Землю астероиды массой до 45 килограммов. Обкатка систем будет длиться до 2020 года. После этого начнется полноценная коммерческая эксплуатация аппаратов.

Основателем и руководителем компании Deep Space Industries стал Рик Тамлинсон, принимавший участие в организации полета первого космического туриста и создании фонда X-Prize для поддержки рискованных проектов, а также создавший первую в мире компанию по серийному производству космических скафандров.

Как уже говорилось выше, многие специалисты высказывают скепсис по поводу планов обеих компаний, и здесь уместно будет рассказать вот какую историю.

В США есть Аризонский кратер диаметром 1,2 километра. Он был образован в результате падения металлического метеорита 49 тысяч лет назад. Это было известно еще в начале прошлого века — геологи находили в окрестностях куски необычной породы с повышенным содержанием металлов. Один из геологов по имени Дэниэл Берринджер был уверен, что где-то внутри под дном кратера скрыт огромный метеорит, содержащий металлы — тогда просто не было известно, что при падении большая часть вещества импактора выбрасывается в атмосферу в виде пыли. Найденные же куски отломились от метеорита до того, как он упал, и тормозили в атмосфере самостоятельно.

Берринджер в течение 26 лет пытался найти метеорит, а также доказать собственную правоту научному сообществу (до 60-х годов прошлого века метеоритная природа Аризонского кратера считалась недоказанной). Для раскопок он даже купил этот кратер. Несмотря на то что платины ему найти не удалось, кратер остался в собственности семьи Берринджеров. Она превратила его в довольно популярный туристический аттракцион, который теперь приносит им солидный доход. Таким образом, хотя металла найти и не удалось, кратер все-таки приносит прибыль.

Так что новые начинания вполне могут закончиться ничем — только практика покажет, насколько рентабельной будет добыча полезных ископаемых на астероидах. Однако окупится это предприятие обязательно.

источник

Технология находится в процессе разработки!

Учитывая, что запасы полезных ископаемых на Земле не безграничны, потенциальная разработка в этой области астероидов представляет большой интерес.

Дары недр Земли – одни из важнейших ресурсов для человечества. Добыча и разработка месторождений проводится сотни лет, но при увеличении числа людей на планете их требуется все больше и больше. Учитывая, что запасы полезных ископаемых не безграничны, потенциальная разработка в этой области астероидов представляет большой интерес.

Из данных, полученных учеными на сегодня, известно, что малые небесные тела (кометы и астероиды) содержат в себе металлы, скалистые породы, газы и огромные запасы питьевой воды в виде ледяных масс. И если в последней пока существенного недостатка на Земле нет, дополнительная добыча других полезных ископаемых через несколько лет станет жизненной необходимостью.

Среди металлов, присутствующих в астероидах, наибольшее распространение имеют железо , титан и никель . Содержание других ниже, но они также важны для промышленности. Это:

Включают астероиды и различные летучие вещества (аммиак, метан ) и очень важный для ракетной промышленности водород .

Однако начать разработки в космосе намного сложнее, чем на поверхности планеты, поэтому на первый план выходит себестоимость полученных таким образом ресурсов . Для того, чтобы окупаемость и прибыльность подобных разработок не привела к заоблачной стоимости добываемых веществ, следует учитывать несколько факторов :

1. 1. Выбор астероида. Наиболее перспективными считаются небесные тела, расположенные в непосредственной близости от Земли. Это отражается на транспортировочных затратах ресурсов на планету и позволяет добыть не только полезные ископаемые, но и строительный материал для создания околоземных объектов.

1. 2. Выбор ископаемого. Каждое вещество нуждается в определенном оборудовании и специалистах для его добычи, и просчитать заранее стоимость этих факторов сложно, если не знать, какой объем металла или газов можно будет получить в итоге. Поэтому такие расчеты приблизительны, а основа их заключается в поиске потенциальных рынков сбыта и оценке потенциальной прибыли.
2. 3. Выбор способа добычи. Он включает 3 возможных варианта:

– добыча полезного ископаемого и доставка его на Землю для последующей переработки;

– переработка непосредственно на месте добычи и транспортировка на планету готового вещества;

– перемещение выбранного для освоения небесного тела ближе к Земле и размещение на орбите между планетой и ее основным спутником, откуда доставка полезных ископаемых будет дешевле за счет уменьшения расстояния.

Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, и его выбор проводится исходя из ископаемого, планирующегося к добыче, его объемов и удаленности объекта от орбиты Земли. Сегодня учеными насчитано около 12 тысяч астероидов, подлежащих потенциальной разработке, причем 12 из них могут начать осваиваться уже сейчас.

источник

Менее века назад человек впервые полетел в космос. Сегодня планируются колонии на Марсе, поселения на Луне и бурение астероидов с целью добычи ресурсов. Насколько это целесообразно и что это даст планете — в нашем материале.

Тридцатого июня 1908 года произошло одно из самых значимых столкновений Земли с астероидом. Космический валун размером от 60 до 190 метров взорвался в атмосфере над рекой Подкаменная Тунгуска в Сибири, уничтожив более двух тысяч квадратных километров леса. К счастью, упал он достаточно далеко от человеческих поселений. Если бы астероид прилетел на 6,5 часа позже, он бы упал на Берлин и изменил бы ход истории. Теперь 30 июня ежегодно отмечают Международный день астероида.

И хотя сегодня мы можем размышлять о том, какие разрушения могут принести камни из космоса, последние технологические разработки дали человечеству возможность взглянуть на астероиды как на ценный источник для добычи минералов — и не только.

Так, уже две компании намереваются стать лучшими в индустрии бурения астероидов — Planetary Resources в штате Вашингтон и Deep Space Industries в Калифорнии.

Кроме того, недавно о себе заявил и Люксембург, который некоторые называют кремниевой долиной для бурения астероидов. Местные власти обязались потратить по крайней мере 230 миллионов долларов на поддержку компаний по бурению астероидов, если они откроют свои офисы в стране.

Все дело в том, что при помощи таких предприятий можно заработать гораздо больше денег. Например, NASA намеревается зондировать астероид (16) Психея, расположенный в поясе астероидов, между Марсом и Юпитером. Только железо, которое можно добыть на этом нем, оценивается в 10 тысяч квадриллионов долларов. Для сравнения: по данным ЦРУ, на планете в принципе циркулирует всего около 80 триллионов долларов.

Ценность минералов, содержащихся в астероидах, настолько велика, что эксперты высказали беспокойство по поводу того, что их добыча может обвалить цены на товары и привести мировую экономику к коллапсу.

Возможно, вы задаетесь вопросом, насколько целесообразно добывать минералы с астероидов, учитывая невероятные объемы топлива, необходимого для космических миссий, и объемы минералов, которые космические аппараты могут привезти обратно на Землю?

Сейчас на эти вопросы нет ответов, но мы надеемся, что они появятся при развитии необходимых для космической индустрии технологий. Тем не менее минеральная ценность астероидов неоспорима.

Соучредитель компании Planetary Resources прокомментировал ситуацию так:

Будущая индустрия добычи полезных ископаемых в космосе также получила финансовую и информационную поддержку от многих выдающихся людей. Среди них — Ларри Пейдж и Эрик Шмидт из Google, Чарльз Симони из Microsoft, режиссер Джеймс Кэмерон, а также инвесторы Рам Шрирам и Росс Перо — младший.

Согласно The Guardian, в апреле 2017 года Goldman Sachs разослал клиентам письмо о том, что бурение астероидов может быть реалистичнее, чем кажется, с понижающимися ценами на запуски и большим количеством минералов в космических камнях.

Пожалуй, самая большая сложность, с которой столкнулась эта индустрия — создание правовых ограничений на владение ресурсами за пределами нашей планеты. Принадлежат ли эти продукты частным компаниям или инвесторам? Может, вообще стоит следовать Договору о космосе и классифицировать астероиды как собственность всего человечества, подобно трансграничным водам океана?

И хотя такие страны, как США и Люксембург, приняли законопроекты о предоставлении компаниям прав на ресурсы, добываемые ими на астероидах или других небесных телах, никакой международной договоренности по этому вопросу пока нет. Эксперты из разных стран выступают против того, чтобы право на добычу ископаемых в космосе частным организациям предоставляли отдельные страны.

Чтобы решить этот вопрос, необходимо вновь обратиться к Договору о космосе 1967 года. Это соглашение, ратифицированное почти 100 странами, запрещает любой нации заявлять права на небесные тела или использовать их в военных целях.

И хотя в договоре нет ни слова о бурении астероидов, некоторые государства — например, Бельгия, Бразилия и Россия — выступают против этой идеи, так как процесс требует «национального присвоения» астероидов, что, в свою очередь, запрещено договором. В итоге получается, что для старта этой индустрии необходимо разработать некий регулирующий орган, который будет следить за глобальным распределением выгоды от добычи минералов и металлов с астероидов, прежде чем присоединятся частные лица.

В декабре 2014 года Международный институт воздушного и космического права создал Гаагскую рабочую группу по управлению космическими ресурсами, чтобы разрешить противоречия между обязательствами по Договору о космосе и отдельными странами. Цель рабочей группы — рекомендовать ООН строгий космический закон, который примет во внимание космическую добычу ресурсов.

В сентябре 2017 года рабочая группа распространила «Проект основных положений для разработки правового режима деятельности по добыче полезных ископаемых в космосе».

Он призывает к распределению выгоды, исходящей от использования космических ресурсов, а также к установлению международного фонда для добычи ресурсов в космосе. Кроме того, в нем упоминается, что распределение финансовой выгоды необязательно, а операторам следует делиться ею, но это, опять же, это необязательно.

Учитывая то, что у частных компаний буквально чешутся руки, только бы поскорее начать добычу ископаемых на астероидах, можно сказать, что настал момент, когда следует обновить международные законы, поддерживающие справедливое использование ресурсов на астероидах.

С уверенностью можно сказать одно: как только все законы будут утверждены и приняты на глобальном уровне, добыча ископаемых на астероидах откроет новые возможности не только компаниям, которые будут отправлять к небесным телам свои миссии, но и всему человечеству. Безусловно, это явится серьезной встряской для многолетних устоев: рынки обвалятся, что-то обесценится, драгоценное станет заурядным, но для человечества это станет новым и удивительным рубежом.

источник

В нынешнем апреле группа инвесторов совместно с несколькими ветеранами аэрокосмической области учредила новую компанию, Planetary Resources, чья задача состоит в разработке полезных ископаемых, содержащихся в астероидах. «Ставка на прорыв в научно-технической сфере подразумевает исключительный коммерческий риск», — говорит сопредседатель в правлении этого стартапа Питер Диамандис. Компания поддерживается такими первопроходцами в технической сфере, как гендиректор компании Google Ларри Пейдж, кинорежиссер и изобретатель Джеймс Кэмерон, гуру программирования из компании Microsoft Чарльз Симоний. Конечно, все эти люди не рассчитывают на быстрый возврат инвестиций. «Полеты к астероидам начнутся уже через несколько лет, — говорит другой сопредседатель Эрик Андерсон, — но мы планируем нашу деятельность в расчете на столетнюю перспективу развития этой отрасли».

Прежде чем начать добычу полезных ископаемых в космосе, компании Planetary Resources нужно подобрать астероид, который пообещал бы при разработке хорошую экономическую отдачу. Однако астероиды — это не звезды, а небольшие темные небесные тела, которые очень трудно разглядеть через толщу земной атмосферы. Лучше всего было бы охотиться на них с помощью телескопа, подвешенного в космическом пространстве. Вот почему в штаб-квартире компании Planetary Resources, расположенной в Бельвю, штат Вашингтон, президент компании, а по совместительству и ее главный инженер Крис Левицки уже приступил к сборке телескопа серии Arkyd 100. Это будет первый космический телескоп во владении частной компании.

Воду. Хондритовый астероид (С-типа) диаметром всего 7 м может содержать в себе 100 тонн воды. Она может потребоваться для синтеза ракетного топлива или для жизнеобеспечения астронавтов.
Металлы. Металлический астероид размером 24 м может содержать 33000 тонн пригодного к использованию металла. Одной только платины в нем содержится количество, эквивалентное 50 миллионам долларов. Вот только смогут ли космические згорнодобытчики воспользоваться этими богатствами?

Космический аппарат весом всего 20 кг будет поменьше и попроще, чем любой из космических телескопов, построенных на государственные средства. Hubble, например, обошедшийся казне в полтора миллиарда долларов, имеет первичное зеркало диаметром 235 см, а зеркало телескопа Arkyd составит в диаметре всего-то 22,5 см. Hubble обладает широким полем зрения и набором инструментов, позволяющих сканировать глубины космического пространства. Arkyd нацелен на гораздо более простую задачу — поиск объектов пределах Солнечной системы. Малые размеры — большая экономия. Стоимость вывода таких аппаратов на орбиту можно радикально снизить, запуская их в качестве дополнительного груза вместе с крупными спутниками на чужих ракетах-носителях.

Planetary Resources собирается построить целый флот таких малоразмерных космических телескопов, снизив стоимость каждого как минимум до $10 млн. Такая стратегия позволяет и подстраховаться на случай отказа одного из аппаратов. «Необходимо поставить эту работу на конвейер, — говорит Левицки (ранее он в Лаборатории реактивного движения занимался темой полетов на Марс). — Неправильно было бы вложить все средства в один драгоценный аппарат, чтобы потом носиться с ним как с писаной торбой».

10 вопросов, на которые наука до сих пор не нашла ответа

НАСА сфотографировало рентгеновское небо вращающейся камерой

На этом этапе компания уже совершит первую попытку окупить свои капиталовложения, сдавая в аренду аппараты Arkyd 100. Телескопы космического базирования могут заинтересовать и астрономов, и тех ученых, которым было бы интересно исследовать земную поверхность с разрешением около 2 м на пиксель. Первый свой аппарат Planetary Resources планирует запустить уже к концу 2013 года, а какова будет стоимость аренды, руководство компании пока не решило.

При разработке космических полезных ископаемых вода будет цениться намного дороже золота. Ее ценность становится наглядной, если вспомнить, из каких элементов она состоит. Водород — то самое, что нужно для перезарядки топливных элементов, при повторном соединении водорода с кислородом мы получим весьма энергоемкое топливо. Воду намного дешевле будет находить в космосе, чем доставлять с Земли. Ведь запуск в космос каждого килограмма обойдется в десятки тысяч долларов. Компания Planetary Resources может извлекать прибыль, продавая добытую в космосе воду каким-либо государственным космическим агентствам или частным космоперевозчикам. Цена такой воды может быть ниже, чем стоимость ее доставки с Земли, и при этом такая торговля может оказаться весьма прибыльной.

Лучшими источниками H2O могут считаться астероиды из углеродистого хондрита. Как говорит Джон Льюис, заслуженный профессор Университета Аризоны и автор книги «Полезные ископаемые в небесах», упомянутые выше астероиды (их еще называют астероидами С-класса) имеют рыхлую, хрупкую структуру. «Кубик такого минерала можно раздавить, просто сжав между большим и указательным пальцами». На таком астероиде бурение не потребуется — чтобы извлечь воду, достаточно будет просто скоблить его поверхность.

Сотрудник NASA стоит перед шестью сегментами главного зеркала из космического телескопа Джеймса Уэбба. Пионеры внеземной геологоразведки станут первыми частными владельцами космических телескопов. Возможно, они даже будут сдавать их в аренду.

Космические телескопы засекли какой-то перспективный в плане разработки космический объект. Теперь у нас есть только один способ выяснить, чего стоят содержащиеся в нем ресурсы — подобраться к нему поближе.

Дальнейший сценарий в компании Planetary Resources представляют себе так. Целая стая роботов-разведчиков направляется в сторону обнаруженного астероида (он относится к классу «околоземных астероидов» или NEA) и облетает его со всех сторон. «Наши межпланетные зонды будут стоить во много раз меньше, чем нынешние модели, а для этого необходимо радикально изменить подход к задаче», — говорит Диамандис. Новый вид реактивного движителя, который при этом имеется в виду, агентство NASA уже дважды использовало в исследованиях глубокого космоса. Речь идет ионном двигателе, в котором поток ионизированного газа (ксенона), разгоняются в электростатическом поле. В результате формируется тяга, которая неспешно, в течение нескольких лет способна разогнать космический аппарат до приличных скоростей. Процесс довольно медленный, но к финишу скорость может превышать 300 000 км/час.

Интересующие нас астероиды будут, скорее всего, иметь в диаметре километр-полтора. Небесные тела таких размеров слишком малы, чтобы породить заметную силу притяжения. Посадка космического аппарата на такой «камень» просто невозможна. Здесь, скорее, следует говорить о «стыковке». Зонд медленно приблизится к поверхности астероида, мягко коснется цели, после чего нужно будет задействовать что-то вроде якоря. Если для этой цели использовать кошки или крючья, есть вероятность, что якорная лапа выворотит из поверхности кусок породы, а сам аппарат, ударившись, отлетит от астероида. Разумнее было бы использовать какие-то буровые устройства, которые могли бы ввинчиваться в посадочную площадку, надежно удерживая аппарат на поверхности планеты.

После этого робот может провести химический анализ породы, определить, есть ли там вода и какие-либо металлы. Результаты анализа будут переданы на Землю. Идеальным для такого экспресс-анализа можно было бы считать спектроскоп на базе лазерно-индуцированного пробоя среды (LIBS). При этой методике под воздействием лазерного луча поверхность образца испаряется, после чего соответствующие датчики могут анализировать свет, излученный плазмой, возникшей в результате испарения, и фиксировать наличие в образце тех или иных элементов. Первые аппараты, построенные на принципе LIBS, ChemCam, будут задействованы при исследовании чужих миров, когда ровер Curiosity достигнет Марса на борту отправленного NASA космического аппарата.

Астероид пойман и готов к доставке. Для дальнейшего обследования и переработки астероиды можно подтащить поближе к Земле. В своем апрельском отчете Институт космических исследований Кека, действующий при Калифорнийском технологическом институте, расписал, как можно было бы перевести один из астероидов на лунную орбиту. Такое космическое тело могло бы стать для астронавтов весьма привлекательной тренировочной площадкой. «Выполнение этой программы будет очередным шагом на пути в солнечную систему», — говорит один из руководителей проекта Луис Фридман. На иллюстрации: 1.Обмеры. Комплекс лазеров и радаров выдает информацию о размерах астероида. После этого космический аппарат развертывает свой высокопрочный сачок до нужного размера. Конструкция из надувных лап, соединенных между собой тросами, должна плотно охватить пойманный астероид. 2.Отлов жертвы. Итак, астероид пойман в сачок. Датчики, закрепленные на конструкции снаружи, позволяют убедиться, что астероид не греется и не теряет свой водный запас. 3.Доставка домой. Аппарат отправляется в долгий обратный путь к лунной орбите. Эта дорога может занять шесть лет, и только по прибытии будет начата разработка астероида.

Зонд-разведчик может также пометить выбранный астероид, закрепив на его поверхности радиомаячок. Как утверждают в руководстве компании, такой маячок нужен не только для того, чтобы облегчить в дальнейшем поиск выбранного астероида. «Установка радиомаяка может служить неким юридическим жестом, подтверждающим право владения», — говорит Диамандис.

Вопрос о претензиях частной компании на какой-либо астероид пока слабо отражен в международном законодательстве. В 1967 году был заключен Договор по космосу, а сейчас его ратифицировало более сотни государств. Уже в будущем десятилетии перед юристами встанет задача как-то зафиксировать в этом договоре права предпринимателей из частного сектора. Но, скорее всего, подтвердится известное изречение о том, что владение — 9/10 права, и простой радиопередатчик, укрепленный на астероиде, вполне сможет гарантировать права собственности той компании, что установила маячок.

Робот-прототип, разработанный в Лаборатории реактивного движения NASA, вместо опор имеет 750 стальных крючков. Они цепляются к шершавым поверхностям, не позволяя роботу в условиях слабого притяжения отцепиться от поверхности астероида и улететь в космическое пространство.

Итак, представим себе, как рой горнодобывающих роботов, цепляясь за поверхность астероида своими когтистыми лапками, с хрустом грызет насыщенный водой слой грунта, используя для этого нечто вроде хоботков. Тем временем другие аппараты пылесосят поверхность планеты, следуя по стопам добытчиков и утрамбовывая остатки их деятельности. После этого умелые машины будут упаковывать грунт, то есть реголит, в специальные герметичные контейнеры. Эти роботы будут ползать, ходить или летать, регулярно навещая «горнообогатительную фабрику», «висящую» над поверхностью астероида или просто пришвартованную к нему намертво. Там реголит разогреют, выпарят из него воду и соберут ее в баки хранилища.

Инфраструктура добычи полезных ископаемых в космосе. С 2009 по 2011 год агентство NASA с помощью своего космического телескопа WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) создавало сводный каталог астероидов, имеющихся в Солнечной системе. В поясе между Марсом и Юпитером было обнаружено 100 000 ранее неизвестных астероидов. 19500 астероидов среднего размера обнаружилось неподалеку от Земли. Зафиксировано 4700 крупных астероидов, попадающих в пределы относительной космической близости к Земле (критерием считался радиус 8 миллионов километров, и такие астероиды объявлялись потенциально опасными). В NASA считают, что в данный каталог попало только 30% из числа таких потенциально опасных астероидов.

Более сложные задачи встанут перед космическими горнодобытчиками, если они решатся на добычу металлов. Астероиды М-типа, представляющие собой просто здоровенные глыбы металла, окажутся крепким орешком для космического горнорудного предприятия. Таково мнение Гарри Максуина, геолога из Университета штата Теннесси и председателя группы исследования поверхности астероида в экспедиции Dawn, которую NASA организовало для исследования астероидов. Сама попытка закрепиться на поверхности такого небесного тела уже будет представлять собой достаточно сложную задачу. О бурении металлического массива можно забыть — как и о попытке отпилить от него кусок, чтобы забрать его на переработку. «Только подумайте, сколько на это уйдет энергии, и вы поймете, что задача не слишком-то реалистична», — говорит Максуин.

Магнитные грабли. В некоторых случаях для добычи драгоценных металлов не потребуется рыть никаких шахт. Достаточно будет граблей или гребешка с магнитами на каждом зубце. Стоит пройтись такой бороной по поверхности реголита, и в условиях малой гравитации зерна драгметаллов сами прилипнут к зубьям.
Сито, действующее при слабых гравитационных силах. Вот вам повод для реверансов перед золотоискателями старой закалки. В 2009 году ученые попробовали использовать вибростол для просеивания грунта через решето, чтобы отделить частицы того размера, который является оптимальным для дальнейшей переработки. Эта система продемонстрировала работоспособность при нулевой гравитации, которую создавали полетом самолета по параболической траектории.
Якоря для швартовки к астероиду. В условиях практически нулевой гравитации приземлиться на астероид — непростая задача. Ничуть не проще в такой обстановке вести добычу ископаемых. В лаборатории реактивного движения при NASA разрабатываются сейчас механизмы для забивки в грунт астероида клиньев, ориентированных под разными углами — так они должны держаться существенно надежнее. С другой стороны, компания Honeybee Robotics занимается сейчас разработкой ввинчивающихся буров, которые должны еще надежнее крепить космические аппараты к поверхности астероида.

Правда, по расчетам Льюиса, некоторые из астероидов могут состоять из металла всего на 30%, где металлы представляют собой железо-никель-кобальтовый сплав или сплав платиновой группы. Как он говорит, «велик соблазн просто взять магнит и с его помощью извлечь крупинки металла из раздробленного реголита».

С продавцом все ясно, но кто будет покупателем? Кому потребуется товар, который космические горняки добыли с таким трудом?
Металлы платиновой группы — вот надежда на быстрое обогащение. Это один из редких видов продукции, добытой в космосе, которую рентабельно доставлять на Землю. «Эти металлы широко используются сейчас во многих распространенных современных технологических процессах», — говорит Левицки. Металлы платиновой группы просто незаменимы в автомобильных катализаторах, в производстве силикона и стекла. Они присутствуют в компьютерных жестких дисках, в автомобильных свечах, где, подавляя коррозию, они продлевают жизнь свечи до пробега в 160000 км. В медицине эти металлы незаменимы благодаря их совместимости с биологическими тканями.
Допустим, у нас есть 500-тонный астероид, в котором содержится 0,0015 процента металлов платиновой группы. Это ведь не так плохо и втрое превышает концентрацию в самых богатых месторождениях платины, известных сейчас на Земле. Как говорит Левицки, «если радикально увеличить количество доступной на Земле платины, мы станем свидетелями зарождения новых отраслей производства, которые нам трудно сейчас даже представить».
Однако большая часть веществ, добытых на астероидах, найдет своего покупателя только в весьма отдаленном будущем, когда дальние космические путешествия станут обычным занятием для обитателей Земли. Вот тогда станут необходимы внеземные перевалочные базы, где астронавты, направляясь в дальние края, смогут пополнить запасы воды и топлива. А сейчас — раз нет таких покупателей, значит, не нужны и такие предложения на рынке космических услуг.
Под таким же углом можно рассматривать и проекты, связанные с добычей обычных конструкционных металлов. Они обретут реальность только тогда, когда космические корабли и станции станут производить не на Земле, а на орбите. Разумеется, производство каких-то конструкций в условиях открытого космоса выглядит весьма привлекательно, если сознавать, что мы таким образом экономим на доставке с Земли готовых блоков, однако это направление, если понимать его как вид коммерческой деятельности, всегда будет под угрозой со стороны космических перевозчиков, которые стремятся придумать новые, более дешевые способы вывода земных товаров на орбиту.
Если наступит эпоха, когда обитатели орбитальных станций будут питаться со своих огородов, среди товаров, предлагаемых на космическом рынке появятся не только железо и сталь. Возникнет спрос на азот и аммиак, которые необходимы в космическом земледелии как удобрения. Если человечество начнет всерьез обживаться в космосе, такие отрасли производства и сегменты рынка станут вполне актуальны. Как выразился Льюис, «мы говорим о тех отраслях промышленности, которые помогут обрезать пуповину, связывающую нас с родной планетой».
Проекты компании Planetary Resources — это не просто бизнес-план. Это написанная в самых радужных красках картина, призывающая нас поддерживать дальнейшие космические исследования. Это слово в защиту самых дерзких мечтаний, которые человечество когда-нибудь сделает реальностью.

Вполне возможно, некоторые металлические астероиды имело бы смысл целиком подтянуть поближе к Земле — хотя бы до лунной орбиты. «В них может содержаться такое количество металла, что стоит задуматься, как бы прихватить всю такую штуковину целиком», — говорит Льюис.

источник

Развитие космических технологий частными компаниями и снижение стоимости запусков ракет делает добычу полезных ископаемых в космосе реальностью уже в обозримом будущем. Эксперты и участники рынка рассказали “Ъ”, сколько может стоить астероид, когда именно можно ждать первой добычи ископаемых в космосе и к каким проблемам на Земле это может привести.

Большой секрет для маленькой компании

«Психологический барьер для добычи ископаемых на астероидах все еще высок, фактические финансовые и технологические барьеры заметно ниже. Геологоразведочные работы могут обойтись всего в несколько десятков миллионов долларов, а специалисты Калифорнийского технологического института посчитали, что космический корабль, способный добывать минералы на астероиде, обойдется в $2,6 млрд»,— сообщают в нашумевшем не так давно докладе аналитики инвестбанка Goldman Sachs. Западные наблюдатели отмечают, что эта цифра лишь кажется большой: для сравнения, только в компанию Uber в 2013–2015 годах инвесторы вложили несколько миллиардов долларов, при этом в 2016 году ее чистый убыток составил $2,8 млрд, а в 2017-м — $4,5 млрд.

Говоря о добыче полезных ископаемых в космосе, многие наблюдатели подразумевают в первую очередь Луну.

«Если иметь в виду, что в настоящее время тонна платины стоит около £25 млн, а астероид радиусом 25 м может содержать до 29 тонн платины на основании известных науке метеоритных образцов,— уточнил господин Хантер-Скаллион.— Если учесть другие металлы платиновой группы (родий, палладий, иридий и т. д.— “Ъ” ), то всего один небольшой астероид может стоить до $3 млрд. Современные ракетные технологии уже позволяют доставлять на подходящую орбиту околоземные астероиды такого класса».

Первой компанией, изучающей возможности добычи ископаемых в космосе, стала Planetary Resources, основанная в 2009 году в городе Редмонд (штат Вашингтон). Она уже провела несколько удачных запусков космических аппаратов с выходом на околоземную орбиту и последующим возвращением. Среди инвесторов в Planetary Resources есть не только частные фонды, но и правительство Люксембурга. В ноябре 2016 года оно вложило в Planetary Resources €25 млн и подписало соглашение о совместной исследовательской работе, целью которой является запуск геолого-разведочного аппарата на астероид уже в 2020 году. Еще одна такая компания — калифорнийская Deep Space Industries, которая с 2013 года уже успела получить от венчурных инвесторов несколько десятков миллионов долларов, а от NASA — контракты на создание космических аппаратов, способных проводить геологоразведку на астероидах.

Люксембург, известный в основном благодаря своим небольшим размерам и сосредоточению финансовых компаний, является одним из первопроходцев в области инвестиций в добычу полезных ископаемых в космосе. В 2016 году правительство этой страны опубликовало программу Space Resources Initiative, подразумевающую проведение научно-исследовательских работ и инвестиции в добычу полезных ископаемых в космосе. Именно в Люксембурге находится второй по величине в мире спутниковый оператор — компания SES S. A. Ее выручка в 2017 году составила €2 млрд, а чистая прибыль — €600 млн. Компания имеет группировку из 55 геостационарных спутников, которые могут обслуживать 99% населения Земли.

Эксперты и участники рынка отмечают, что по мере роста населения планеты, истощения ее запасов и развития космических технологий, экспансия в космос будет становиться все более активной и уже сейчас перешла из раздела научной фантастики в область обозримого будущего с реальными сроками. При этом стоимость запусков ракет легких классов в последние десять лет значительно сократилась (см. диаграмму). Господин Хантер-Скаллион сообщил, что его компания планирует запуск своего первого спутника в 2020 году, а первую добычу на астероиде — в середине—конце 2020-х годов.

Профессор бизнес-школы Audencia (Нант, Франция) Иорданис Калаитзоглу отметил в беседе с “Ъ”, что добыча полезных ископаемых в космосе как проект включает четыре этапа: разведку, наладку оборудования, извлечение, доставку. «Современные технологии делают все эти этапы вполне осуществимыми, но не всегда экономически выгодными. Однако учитывая быстрые темпы технологического развития и все возрастающий спрос на истощающиеся ресурсы, добыча ископаемых в космосе может стать настоящей золотой жилой, особенно для тех, кто первым вступит в эту гонку».

Астероид замедленного действия

Эксперты и участники рынка считают, что международному сообществу уже сейчас необходимо разрабатывать правовую базу для добычи ископаемых в космосе. В настоящее время основным положением международного права по космосу является договор ООН, подписанный в 1967 году, который в основном направлен на нераспространение и неразмещение в космосе и на космических телах оружия массового уничтожения, а также запрещает распространение суверенитета государств на космические объекты или их части. При этом в договоре говорится, что Луна и другие небесные тела могут использоваться исключительно в мирных целях. Условия добычи полезных ископаемых в договоре не обговаривается.

«Мы решаем этот вопрос не только в Великобритании, лоббируя разработку британского закона о добыче полезных ископаемых в космосе, но и на международной арене. Как гендиректор Asteroid Mining Corporation, я являюсь членом Гаагской международной рабочей группы по вопросам разработки ресурсов в космическом пространстве. Главным вопросом сейчас является работа по правам собственности, кем и как будут рассматриваться требования на разработку астероидов — в рамках отдельных государств или в рамках ООН»,— сообщил “Ъ” британский предприниматель.

Господин Калаитзоглу подчеркивает, что прибыльным этот бизнес станет не только для тех, кто сможет участвовать в нем с технологической точки зрения, но и с юридической. «На Земле можно провести аналогии с правами на проведение таких работ, как разведка и добыча нефти,— эта сфера регулируется и все равно иногда вызывает споры. Для космоса же подобного регулирования нет, поэтому в реальности ситуация может развиваться по принципу живой очереди — «кто первый, тот и успел». Растущий дефицит металлов на Земле, высокий потенциал прибыли и нехватка регулирования создают целый комплекс проблем: от «золотой лихорадки» до «колонизации» космоса. Во избежание будущих конфликтов необходимо уже сейчас начать работу над созданием соответствующей правовой базы»,— считает профессор французской бизнес-школы Audencia.

источник

В день открытия компания Planetary Resources объявила о своих достаточно смелых и амбициозных планах по добыче астероидов. Реакция общественности на эти заявления варьировалась от волнения и трепета до полного недоверия. В течение нескольких часов космическое сообщество в Твиттере и других социальных сетях буквально взорвалось от этой новости, инициировав жаркие дискуссии и дебаты.

Немного позже у этой компании появился конкурент в виде Deep Space Industries (DSI). Этот факт является своего рода знаком, в каком мире мы живём. Актуален вопрос, насколько реальны их планы и какие последствия вызовет появление новой отрасли?

21-й век только начался, а уже появилось множество частных космических компаний, которые заявили о себе. Например, SpaceX запустила первый в мире частный космический корабль «Дракон», который совершил успешную стыковку с Международной космической станцией (МКС). Между тем, другие частные компании разрабатывают космические корабли, и даже проекты отправки людей на Марс. Многие из идей совсем немного не дотягивают до их реализации и воспринимаются многими всерьёз.

Две астероидодобывающих компании DSI и Planetary Resources имеют одинаковые цели, но методы их достижения разные. Planetary Resources реализует проект по строительству малобюджетных орбитальных телескопов “LEO” для выполнения заказов по исследованию астероидов. Позже они намерены реализовать проект по созданию двух типов геологоразведочных космических аппаратов. «Interceptor» (Перехватчик) будет играть роль разведчика большого радиуса действия, способного при случае перехватывать любые астероиды, которые будут проходить на расстоянии от 10 до 30 раз превышающем расстояние от Земли до Луны (что происходит довольно часто). “Rendezvous Prospector” (Разведчик Рандеву) будет способен путешествовать через половину внутренней Солнечной системы для сбора подробной информации об астероидах, в том числе их размере, форме, периоде вращении и плотности. Хотя всем ясно, что компания планирует разработку аппарата, который будет способен возвращать образцы и даже целые астероиды, никаких заявлений по этому поводу не поступало.

С другой стороны DSI придерживается более агрессивного подхода. В настоящее время они уже имеют два запланированных аппарата. “Firefly” (Светлячок), построенный из дешёвых материалов перспективен для добывания проходящих мимо астероидов. Больший по габаритам “Dragonfly” (Стрекоза) будет способен собирать материал астероидов. С большой долей вероятности можно сказать, что у этой компании есть намного больше перспективных концепций будущих космических аппаратов, но опять же, они не предают их огласке.

Хотя основной целью обеих компаний является добыча металла, они намерены также добывать водород и кислород, чтобы создавать топливные станции для других космических кораблей. Planetary Resources намерена в долгосрочной перспективе изменить орбиты большинства астероидов для того, чтобы переместить их на лунную орбиту с целью их последующей разработки. Тем временем DSI планируют использовать 3D-принтер “Microgravity Foundry” для создания высококачественных компонентов конструкций на орбите. Эти планы, если они реализуются, могут свидетельствовать о рождении настоящей орбитальной промышленности.

Частные компании вроде SpaceX были поддержаны крупными инвестициями из НАСА. Примечательно, что многие цели в области добычи астероидов совпадают с намерениями НАСА в этом направлении. Образцы, взятые с поверхности астероидов, могут оказаться чрезвычайно полезными с точки зрения науки. DSI планирует также продавать части астероидов учёным и коллекционерам.

В перспективе космическим шахтёрам придётся картографировать и исследовать внутреннюю часть Солнечной системы в охоте на подходящие астероиды, которые могут добавить информацию, собранную с помощью научных исследований вроде PanSTARRS. Более того, возможность реально изменить орбиту астероида несёт в себе потенциал для предотвращения предстоящего столкновения с Землёй, тема которого популярна после множества различных голливудских фильмов.

Таким образом, возникает вполне закономерный вопрос: к чему всё это приведёт?

Добыча астероидов в какой-то момент станет необходимостью в будущем, так как человечество продолжает активно использовать ресурсы Земли. Между тем, астероиды многочисленны и полны полезных металлов и других ресурсов. Это означает, что любое успешное предприятие по добыче астероидов может помочь стать очень богатым. Объедините это с тем фактом, что орбитальные топливные склады и средства для строительства могут значительно уменьшить трудности, которые возникнут при исследовании Солнечной системы. Эти компании уже сегодня делают всё возможное, чтобы снизить стоимость космических путешествий и в дальнейшем их стоимость может быть уменьшена ещё больше.

В конечном итоге, может оказаться, что добыча ресурсов на астероидах не только стимулирует экономику на Земле, но и сможет помочь в дальнейшем освоении человеком Солнечной системы.

Снижение затрат, орбитальные производства и доступность материалов могут способствовать колонизации Солнечной системы. Таким образом, уже в конце этого столетия человечество может иметь форпосты не только наподобие МКС на орбите Земли, но и в других частях Солнечной системы. Если эти компании смогут проявить себя и добиться успеха, то возможно благодаря их примеру появятся другие, и в конце этого века мы сможем даже увидеть «астероидный бум» наподобие золотой лихорадки 19-го века. Существуют даже предположения, что добыча ресурсов на астероидах может проложить путь к межзвёздным путешествиям. Однако не будем забегать вперёд.

Суровая правда заключается в том, что хотя эта идея и имеет огромный потенциал, она сопряжена с большими трудностями и препятствиями. На сегодняшний день из всех запущенных зондов только один космический аппарат вернулся с образцом материала астероида. Другие пробовали и потерпели неудачу. Большая часть технологий, необходимых обеим компаниям пока не существует или находится только в стадии разработок, а инвестиции в эту область опасны и инвесторы прекрасно знают об этом.

Для этих компаний получить финансовую поддержку их радужным проектам не будет лёгкой задачей. Даже, несмотря на то, что эти компании бьются над удешевлением космических полётов, они всё равно будут стоить миллионы и миллионы до всего лишь одного астероида. Полная окупаемость вложенных инвестиций может занять десятилетия, и это только в том случае, если предприятие окажется успешным. Добыча астероидов будет манящей и рискованной задачей, и в тоже время пока есть возможность получить большой выигрыш, также вероятно будут и большие потери. Но тогда, возможно, дух первооткрывательства это именно то, что привлечёт все силы человечества для реализации этих проектов.

источник

Ещё недавно добыча полезных ископаемых на астероидах считалась одним из стереотипных предсказаний писателей-фантастов. Считалось, что космические горняки, извлекающие ценные металлы из этих небесных тел – порождение той же фантазии, что и зелёные человечки на Марсе или джунгли с динозаврами на Венере. Однако в настоящее время всё больше экспертов склоняется к мнению, что речь идет о действующих технологиях, которые могут быть реализованы в недалёком будущем и дать человечеству новый источник полезных ископаемых. В США создана компания Planetary Resources, которая планирует создать и внедрить технологии разработки астероидов, а в Японии построен зонд «Хаябуса-2», миссия которого – не только научные исследования астероидного грунта, но и космическая геологоразведка. Эпоха металлов из космоса приближается, и в настоящее время можно смело применять к этим технологиям аналитические и прогностические подходы.

Прежде чем мы перейдём к описанию разрабатываемых технологий, стоит уделить внимание тому, что собой представляют астероиды, какие полезные ископаемые могут там залегать и с какими условиями могут столкнуться космические аппараты, прежде чем достигнут их.

Астероиды представляют собой небольшие каменистые тела, которые, подобно планетам, вращаются по орбитам вокруг Солнца. Астероид отличается от карликовой планеты размерами: он слишком мал, чтобы иметь значительное гравитационное поле или даже просто стечься в шарообразную форму от собственной тяжести. От подлинных же планет астероиды (как и карликовые планеты) отличаются тем, что могут встречаться группами, среди подобных же тел, на близких орбитах: настоящая планета всегда занимает свою орбиту в одиночестве или со спутниками, вращающимися вокруг неё, и поблизости от неё ничего другого обращаться не может.

Происхождение у астероидов и планет одно и то же: они сформировались из пылевого диска на заре существования Солнечной системы. Следовательно, астероиды состоят из тех же элементов, что и планеты, и на них можно найти многие из тех же веществ, что встречаются и в земной коре, мантии или ядре. Но ключевыми отличиями астероидов являются их малые размеры и недифференцированность: если на Земле и подобных ей планетах существуют огромные, недоступные, спрятанные под толщей коры мантия и ядро, то в астероидах те же металлы, что входят в состав земного ядра и недоступны для добычи, можно найти прямо на поверхности.

Напомним, что земное ядро состоит из металлического сплава, в который входят железо, никель, кобальт и другие так называемые сидерофильные элементы. И если в железе земное горное дело недостатка не испытывает, то никель и кобальт уже являются достаточно ценными и дорогими в выделении металлами. Поскольку в астероидах они доступны в тех же количествах, что и железо, то одни лишь они способны окупить дорогостоящую программу по освоению астероидов. А если учесть, что среди сидерофильных элементов есть и драгоценные металлы платиновой группы, то это делает технологию ещё более многообещающей.

Все ли астероиды содержат металлы? Не все. Астероиды подразделяются на четыре класса. Три из них обозначаются буквами: С, S и M. Класс M – те самые металлические астероиды, с высоким содержанием железа, металлов группы железа и платиновых металлов. Кроме них, в М-астероидах можно также обнаружить золото и другие редкие металлы. Это известно благодаря их фрагментам, падавшим на Землю в виде метеоритов.

Класс S – металлосиликатные астероиды. Они состоят из горных пород, главным образом из силикатов железа и магния. В них можно встретить вкрапления чистых металлов, во всём подобные М-астероидам, но меньшего размера.

Класс С – углеродосодержащие астероиды. Эти весьма распространённые астероиды состоят из смеси углеродистых хондритов и водяного льда. Ценность минеральных материалов, входящих в их состав, невысока, а вот водяной лёд представляет интерес как источник воды и кислорода для поддержки жизни человека в космосе. И наконец, четвёртый класс буквы не имеет: астероиды четвёртого типа представляют собой неактивные кометы и состоят из водяного, аммиачного и других льдов.

Массы астероидов всех перечисленных видов варьируют от тысяч до миллиардов тонн, а крупнейшие астероиды по массе приближаются к карликовым планетам. Доступность всей массы любого астероида для разработки делает их весьма многообещающими источниками полезных ископаемых.

Основными и необходимыми технологиями для любой добычи полезных ископаемых на астероидах являются космические аппараты, способные достигать их, и роботизированные устройства, предназначенные для непосредственного проведения работ. Даже если управление добычей берет на себя космонавт-человек, самой работой по дроблению астероидного грунта должны заниматься машины.

Что касается достижения астероидов, то некоторые из них вполне доступны современным космическим аппаратам, и автоматические зонды, подобные японскому «Хаябуса-1», уже достигали их и возвращались с пробами грунтов. Речь идет о так называемых околоземных астероидах, которые находятся на орбитах вокруг Солнца, близких к орбите Земли. Они принадлежат к числу наиболее легкодоступных объектов Солнечной системы, лежащих за пределами лунной орбиты. Поэтому отправка на такие астероиды горнодобывающих аппаратов, автоматических или управляемых людьми, уже не является чем-то фундаментально прорывным, и мешает ей только большая масса гипотетического отправляемого аппарата и соответствующая ей высокая стоимость такой космической миссии.

Вот какие требования предполагаются для проектируемых аппаратов, предназначенных для добычи полезных ископаемых на астероидах:

• По возможности небольшая масса. Все оборудование должно быть изготовлено из лёгких материалов, чтобы свести к минимуму стоимость доставки его на разрабатываемое небесное тело;
• Электропитание, основанное на технологии солнечных батарей. Околоземные астероиды находятся в зоне достаточно высокого солнечного излучения, поэтому солнечные батареи, находясь на них, будут развивать большую мощность;
• Высокая степень автоматизации. Даже при условии, что на разрабатываемом астероиде будет присутствовать постоянный контингент людей, их задачи должны сводиться к дистанционному управлению оборудованием;
• Непосредственная добыча должна производиться технологиями, схожими с земными. Для рыхлых астероидов подходит открытая, карьерная добыча минералов; в более плотных могут прорываться шахты;
• Поскольку астероиды не обладают высокой гравитацией, все работы на них должны быть спланированы с учётом условий почти полной невесомости. Эти условия отличаются от земных как в положительную сторону (облегченная транспортировка больших объёмов породы и минералов), так и в отрицательную (опасность отрыва минералов, оборудования или людей от поверхности).

Все эти требования могут быть удовлетворены с помощью существующих ныне технологий, но их недостаточно, чтобы сделать промышленное освоение астероидов рентабельным. Стоимость современного космического аппарата, предназначенного для достижения околоземного астероида и возвращения с 50-граммовой пробой грунта, составляет около 1 миллиарда долларов США. Увеличение аппарата в размерах приведет к сокращению разрыва между стоимостью аппарата и стоимостью доставленных на Землю минералов, но преодоление этого разрыва будет достигнуто только при запредельно высокой стоимости миссии.

Тем не менее, существуют технологии, способные существенно снизить стоимость подобной миссии и в перспективе сделать промышленную разработку астероидов рентабельной. В их число входят:

• Внедрение технологий использования ресурсов прямо на месте добычи. Из астероидов можно получать не только минералы; если они содержат водяной лёд, то он с помощью электричества от солнечных батарей может быть преобразован в водород и кислород – ракетное топливо для обратного пути. Это позволит не включать в массовый бюджет миссии большие количества ракетного топлива, предназначенные для доставки аппарата, гружёного рудой, на околоземную орбиту;
• Также, если аппарат планируется как пилотируемый, из того же льда можно получать воду и кислород, предназначенные для употребления членами экипажа;
• Использование самовоспроизводящихся роботов, способных производить подобные себе механизмы из материалов, доступных на астероиде, позволит ещё более существенно сократить массовый бюджет миссии;
• Даже в том случае, если доставка добытых на астероидах минералов, металлов и воды на Землю обойдется в более высокую стоимость, чем получение тех же веществ из земных источников, эти материалы могут быть использованы на околоземной орбите. Поскольку доставка массивных грузов с Земли на околоземную орбиту крайне дорогостояща, получить для разработки астероидов показатели себестоимости, более выгодные, чем эти, легче, чем уравнять себестоимость разработки астероидов с себестоимостью разработки земных месторождений.

Последний пункт обладает особой важностью для развивающейся космической индустрии. В настоящее время, когда любые сооружения на орбите должны строиться только из материалов, добываемых на Земле, и снабжаться ими же, это очень серьёзно ограничивает возможные размеры космических станций и их количество, доступное для содержания даже самыми развитыми странами. Появление альтернативного, более выгодного источника строительных материалов, топлива, кислорода и воды, в роли которого выступят астероиды, сделает содержание космических станций намного менее затратным. Поэтому многие эксперты в космической отрасли полагают, что освоение технологий разработки астероидов является необходимым шагом для дальнейшего развития космической индустрии вообще.

Также существенно удешевить разработку астероидов способно создание новых, более экономичных ракетных двигателей и способов вывода грузов на орбиту. Развитие таких технологий вообще крайне благотворно и стимулирующее скажется на космической отрасли: поскольку в этой отрасли каждый грамм, выведенный на орбиту, стоит больших денег, любое удешевление выступит как мощный стимул к развитию. Среди технологий, от которых ожидают такого эффекта, такие, как, например, одноступенчатые орбитальные космические аппараты (англ. Single Stage to Orbit), «космический лифт», ротоваторы, «космические катапульты» и другие перспективные разработки.

источник