Лунные кратеры могут хранить больше ресурсов, чем астероиды
Добыча полезных ископаемых на астероидах требует решения целого ряда сложных инженерных задач: надежной фиксации аппарата на объекте с крайне низкой гравитацией, разборки структуры астероида и безопасного удержания добытого материала. Поиск экономически рентабельных астероидов осложняется их малым количеством и труднодоступностью. Луна же, напротив, усыпана кратерами, каждый из которых потенциально может хранить богатые залежи вещества астероида, сохранившегося после столкновения.
Как ученые оценивали потенциал кратеров
Авторы исследования использовали уравнение Элвиса, изначально разработанное для расчета числа экономически доступных для добычи астероидов. Это уравнение учитывает совокупность параметров — от орбитальной механики и энергетических затрат на перелет, до оценки наличия полезных ископаемых и экономической целесообразности их добычи. В классическом виде уравнение позволяет определить, сколько астероидов с заданными характеристиками может быть доступно для освоения при заданных технических и финансовых ограничениях.
В своих расчетах исследователи модифицировали формулу, заменив параметр доступности (delta-v) на вероятность того, что астероидное вещество сохранится после удара. Для астероидов М-типа (содержащих металлы платиновой группы) эта вероятность составляет около 25%, а для С-типа (богатых водой) — около 8,3% из-за потерь воды при нагреве в момент столкновения.
Кроме того, ученые учли долю астероидов, содержащих значимые объемы ресурсов (50% для М-типа и 31% для С-типа), а также размеры кратеров, достаточные для накопления полезного вещества в объемах, представляющих интерес для промышленной добычи.
Результаты расчетов показали, что на Луне может находиться в десятки, а то и сотни раз больше доступных месторождений, чем среди околоземных астероидов. Этот вывод способен радикально изменить подход к освоению космических ресурсов.
Преимущества и барьеры
Плюсы:
- Луна расположена значительно ближе к Земле и лучше изучена.
- Доступ к любому кратеру с точки зрения энергетических затрат примерно одинаков.
- Возможность развернуть добычные операции в рамках уже существующих и планируемых лунных миссий.
Минусы:
- Распределение астероидного вещества в кратерах непредсказуемо и зависит от условий конкретного удара.
- Лунная гравитация упрощает процессы добычи, но усложняет транспортировку материалов за пределы Луны.
- Необходима разработка технологий для извлечения полезных ископаемых с глубины и их переработки на месте.
Ученые предлагают отправить на орбиту Луны аппарат, оснащенный высокоразрешенной камерой и спектрометром, для детального анализа состава пород в кратерах. Если гипотеза о богатых залежах астероидного вещества подтвердится, добыча на Луне может стать экономически оправданным первым этапом промышленного освоения космоса.
