Як і Земля, планетарні тіла, такі як Місяць, Марс, астероїди та комети, містять значні запаси цінних ресурсів. Це привернуло увагу як дослідників, так і промисловців, які сподіваються одного дня видобувати їх для підтримки космічної економіки. Проте створення будь-якого виду позаземної гірничодобувної промисловості буде нелегкою справою. Подивімось, з чим люди зіткнуться у космосі у цій області.
Використання ресурсів на місці
Коли ви думаєте про позаземний видобуток, ви, мабуть, уявляєте собі витяг матеріалів з різних тіл у космосі та доставку їх на Землю. Але це навряд чи буде першим комерційно життєздатним прикладом. Якби ми хотіли встановити постійну присутність людини на Місяці, як пропонує NASA, нам потрібно було б поповнювати запаси астронавтів, які там живуть. Такі ресурси, як вода, можуть бути перероблені лише певною мірою.
Водночас запуск ресурсів із Землі обходиться дуже дорого. Станом на 2018 рік запуск 1 кг матеріалу на низьку навколоземну орбіту коштував приблизно $2400, а для запуску вище або на Місяць – ще дорожче. Цілком ймовірно, що матеріали, здобуті в космосі, використовуватимуться в космосі, щоб допомогти заощадити на цих витратах. Збір необхідних матеріалів на місці називається «використанням ресурсів на місці». Воно може включати все: від видобутку льоду до збору ґрунту для будівництва споруд. Наразі NASA вивчає можливість будівництва будівель на Місяці за допомогою 3D-друку.
Видобуток корисних копалин у космосі також може змінити керування супутниками. Згідно з існуючою практикою, супутники сходять з орбіти через 10-20 років, коли в них закінчується паливо. Одна з головних цілей космічних компаній, таких як Orbit Fab – розробити такий тип супутника, який можна буде заправляти паливом, зібраним у космосі.
Які ресурси там є?
Якщо говорити про можливості видобутку корисних копалин за межами Землі, то є кілька ресурсів, які є одночасно корисними і багатими. Деякі астероїди містять величезну кількість заліза, нікелю, золота та металів платинової групи, які можна використовувати у будівництві та електроніці. Місячний реголіт (камінь та ґрунт) містить гелій-3, який може стати цінним ресурсом у майбутньому, якщо ядерний синтез стане життєздатним та широко поширеним. Британська компанія Metalysis розробила процес, який може витягти кисень із місячного реголіту.
Очікується, що на поверхні Місяця, у постійно затінених кратерах поблизу його полюсів, існує крига. Вчені також вважають, що лід є під поверхнею Марса, астероїдів та комет. Його можна використовувати для підтримки життя або розкласти на кисень і водень і використовувати як паливо.
Як ми видобуватимемо корисні копалини в космосі?
Деякі пропозиції з видобутку корисних копалин поза межами Землі схожі на видобуток корисних копалин на ній. Наприклад, ми можемо видобувати місячний реголіт за допомогою ковшового екскаватора або видобувати астероїд за допомогою машини для буріння тунелів. Інші пропозиції незвичайні – наприклад, використання вакуумної машини для втягування реголіту по трубі.
Дослідники із Сіднейського університету Нового Південного Уельсу та Австралійського національного університету пропонують використовувати біомінування. У цьому випадку бактерії, занесені на астероїд, споживатимуть певні мінерали і виділятимуть газ, який може бути зібраний зондом.
Які проблеми залишаються?
Робота, проведена в Австралійському центрі космічних інженерних досліджень UNSW, пов’язана з пошуком шляхів зниження ризиків в індустрії космічних ресурсів. Зрозуміло, існує безліч технічних та економічних проблем. Ті ж витрати на запуск, через які багато хто прагне розпочати видобуток корисних копалин за межами Землі, також означають, що доставка обладнання для видобутку в космос коштуватиме дорого. Щоб бути економічно ефективними (або навіть здійсненними), гірничі роботи мають бути якомога легшими.
Позаземний видобуток корисних копалин має бути в основному автоматизований або керуватися дистанційно, враховуючи додаткові труднощі, пов’язані з відправкою людей до космосу, такі як необхідність життєзабезпечення, уникнення радіації та додаткові витрати на запуск. Проте навіть системи видобутку корисних копалин на Землі ще не повністю автоматизовані. Перш ніж розпочати видобуток корисних копалин на астероїдах, необхідно вдосконалити робототехніку.
Хоча космічні апарати кілька разів приземлялися на астероїди і навіть отримували зразки, наш загальний коефіцієнт успішності посадок на астероїди та комети невисокий.
Існують також екологічні міркування. Видобуток корисних копалин у космосі може допомогти скоротити обсяги видобутку корисних копалин Землі. Але це в тому випадку, якщо видобуток за межами Землі призведе до зменшення, а не збільшення кількості запусків ракет, або якщо ресурси будуть повернуті на Землю та використані на ній.
Хоча збір ресурсів у космосі може означати відсутність необхідності запускати їх із Землі, у міру розвитку космічної економіки неминуче відбуватиметься більше запусків. Крім того, виникає питання про те, чи будуть запропоновані методи видобутку корисних копалин працювати у космічному середовищі. Різні планетарні тіла мають різні атмосфери (або їх відсутність), гравітацію, геологію та електростатичне середовище (наприклад, ґрунт може бути електрично зарядженим через частинки Сонця).
Як ці умови вплинуть на позаземні операції, поки що невідомо.
Хоча це ще тільки початок, низка компаній на цю мить розробляють технології для видобутку корисних копалин поза Землею, розвідки космічних ресурсів та інших видів використання космосу.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також: