Если посмотреть промо-ролики "космошахтерских" компаний Planetary Resources или Deep Space Industries, создается ощущение, что это реклама компьютерной игры: красивая графика и фантастический сюжет про добычу в космосе полезных ископаемых. "Чердак" разбирается, что в проектах извлечения прибыли из разработки недр астероидов пока остается полной фантастикой, а что уже приобретает реальные черты.

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. 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 - а то получится как с марсоходом Curiosity, поверхность колес которого разрушается быстрее, чем планировалось.

"Сейчас мы вместе с Томским Государственных 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

Лунный трактор НАСА, Resource Prospector

"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 ученая.

Екатерина Боровикова

Источники

Космическая лихорадка
Чердак (chrdk.ru), 20/02/2018

Похожие новости

  • 03/12/2018

    Лаврентьев, НАТО и технократы: как СССР осваивал Арктику

    Во второй половине ХХ века арктические районы начали играть все большую роль как в экономике, так и в политике СССР. Развивался Норильск как центр горнорудных разработок и цветной металлургии, изучение природных ресурсов на севере Западной Сибири привело к открытию обширной нефтегазовой провинции, которая к 1980 году давала половину добычи нефти и 1/3 природного газа.
    261
  • 30/10/2017

    Энергия из воздуха, виски и другие удивительные проекты

    Российские ученые разработали способ утилизации углекислого газа и преобразования его в топливо. В случае реализации их идея позволит аккумулировать и использовать энергию, добытую так называемым чистым путем - буквально из воздуха.
    739
  • 06/12/2018

    Василий Моргун: коммерциализация научных исследований неизбежна

    ​Около десяти лет назад в Красноярском крае был создан «Фонд поддержки научной и научно-технической деятельности». И сегодня наш гость - руководитель Экспертной комиссии фонда по естественным и техническим наукам, доктор биологических наук, директор «Государственного регионального Центра стандартизации, метрологии и испытаний в Красноярском крае, Республике Хакасия и Республике Тыва» Василием Моргуном.
    167
  • 14/12/2018

    «Суперсети» - хайвэй для развития ВИЭ

    ​«Проект «Суперсети стран Шелкового пути» позволит удовлетворить растущие потребности в электроэнергии государств без ущерба окружающей среде», - убежден Рае Квон Чунг, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», член МГЭИК, удостоенный Нобелевской премии мира в 2007 году.
    26
  • 18/09/2018

    Олег Бударгин: премия «Глобальная энергия» выходит на новый этап

    ​Ассоциация "Глобальная энергия" организовала на Восточном экономическом форуме сессию, посвященную сотрудничеству России со странами Азиатско-Тихоокеанского региона. О том, какие проблемы в энергетике стоят перед странами-партнерами и как изменится знаменитая международная энергетическая премия "Глобальная энергия", ТАСС рассказал член Наблюдательного совета ассоциации "Глобальная энергия", вице-председатель по региональному развитию Мирового энергетического совета (МИРЭС) Олег Бударгин.
    244
  • 03/12/2018

    Либком-2018: открытый доступ и открытые данные

    ​27 ноября в рамках Двадцать второй международной конференции "Либком-2018" состоялся специальный семинар "Открытый доступ и открытые данные", на котором эксперты представили и обсудили актуальные инициативы в сфере открытой науки и российские проекты, нацеленные на ее развитие.
    416
  • 07/06/2017

    Евгений Каблов - о проблемах ускорения развития аддитивных технологий в России

    ​Генеральный директор ВИАМ Евгений Каблов рассказывает о проблемах развития аддитивных технологий в нашей стране. Сегодня Россия проходит через сложную фазу своей технологической и инновационной истории.
    1544
  • 02/02/2018

    Алексей Шулунов: радиофотоника - одно из важнейших направлений электроники

    ​До второго десятилетия нынешнего века в промышленности планеты прошли и ныне проводятся три направления развитии - пара, электрона, атома. "В настоящее время в мире идет переход на четвертый уровень, основывающийся на технологиях фотона, - отметил известный руководитель отечественной оборонной промышленности, руководитель рабочей группы № 19 Научно-технического совета Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ, академик МАИ Алексей Шулунов, - эти технологии используют свойства фотонов, частиц, не имеющих массы покоя и заряда, что позволяет преодолеть принципиальные физические ограничения "классической" электроники.
    1614
  • 27/08/2018

    Эксперты считают драйверами развития Новосибирской области медицину и электронику

    ​Стратегия развития Новосибирской области до 2030 года, предполагающая обеспечение экономического роста региона, должна быть принята в 2018 году. Региональные эксперты и представители крупных предприятий рассказали ТАСС, какие отрасли должны в нее войти и чем может помочь им государство.
    303
  • 12/07/2016

    10 неожиданных направлений 3D-печати

    ​Как говорят профессионалы, главная проблема 3D-печати заключается в том, что никто не знает, зачем она нужна. А вот портал 3Dtoday знает. Поэтому они подготовили для нас материал о направлениях, для которых в наше время трехмерная печать активно используется.
    1399