Промышленное освоение космических недр — миф или реальность
Идея освоения космических недр
Американцы уже продолжительное время занимаются разработками космической аппаратуры, предназначенной для проведения исследований небольших по размерам внеземных объектов и отбора с них проб грунта. В частности, дело касается исследования некоторых астероидов и аналогичных космических тел, коих достаточно много существует в околоземном пространстве. Этот момент стал дополнительным огоньком для подогрева уже существующей идеи освоения космических недр.
Идею действительно можно считать интересной, учитывая такой момент, как истощение запасов рудных минералов на Земле. Если действительно удастся решить задачу освоения космических недр подобным способом, имеются все шансы получить солидный запас ресурсов железа, титана, никеля и прочих элементов таблицы Менделеева, включая редкоземельные и драгоценные металлы. Идея настолько сильно захватила умы американского общества, что не исключается возможность запуска в действие другого проекта — промышленного освоения астероидов. Стартовой точкой может стать дата прибытия на Землю исследовательского аппарата OSIRIS-REx с образцами грунта, снятого с поверхности астероида Бенну. Остается два года подготовки, после чего OSIRIS-REx планируется отправить с разведывательной миссией продолжительностью в несколько лет.
Освоение астероидов в промышленных масштабах
Судя по тому, насколько востребованы ресурсы и оценивая при этом ситуацию с недрами Земли, осваивать добычу полезных ископаемых на космических объектах, рано или поздно, но всё равно придётся. Этот вариант добычи потребуется не только для жизни и работы на Земле, но также и для работы в космосе. Космическая сфера развивается, и развивается довольно активно. Орбитальным станциям и комплексам также нужны ресурсы: вода, кислород, водород, которые берутся из недр Земли. Среди огромного количества астероидов и комет существуют экземпляры, где в больших количествах имеются минеральные элементы, позволяющие получить все отмеченные вещества.
Достигнутым уровнем технического развития человечество уже сегодня вполне может гордиться. Поэтому не исключаются возможности создания уникальной техники, способной обеспечить эффективную добычу ископаемых на астероидах и других космических телах. Редкие металлы — платина, кобальт и прочие, могли бы добываться в космосе, и переправляться на Землю. Остается только представить уровень прибылей компаний, решивших заняться подобным бизнесом.
Так, основываясь на исследовательских данных по астероиду Эрос (площадь около трёх квадратных километров), пересекающего орбиту Марса, некоторые коммерческие структуры, заинтересованные идеей, пришли к выводу о содержании в недрах этого космического тела разных видов металлов, включая драгоценные, на сумму в несколько десятков миллиардов рублей. Но Эрос относится к астероидам класса S, структура которых в массе свой состоит из каменной породы. В космосе же обитают астероиды, имеющие железную структуру (класс М, Е, Р), а также углеродные и другие.
Высокий уровень богатства недр малых космических тел — астероидов, обусловлен небольшой массой этих объектов. На Земле тоже существуют многие виды редких металлов: молибден и осмий, палладий и кобальт, золото и платина, родий и никель, рений и рутений, а также ряд других. Однако в области земной коры скопление таких элементов ограничено. Основная масса находится намного глубже — в области, близкой к ядру планеты. Для людей эта область недоступна и пока что нет никаких перспектив её освоения. На астероидах же все полезные ископаемые лежат практически на поверхности. Остается только найти способ, каким образом завладеть несметными сокровищами.
Добыча ресурсов на астероидах. Возможные варианты
Предполагается, добыча полезных ископаемых на астероидах возможна в нескольких вариантах:
- организация добычи рудных пород и доставка добытого сырья на Землю;
- добыча руды, переработка непосредственно на поверхности астероида, доставка чистых минеральных элементов на Землю;
- вывод астероида на удобную околоземную орбиту, организация постоянной разработки полезных ископаемых, переправление добытого с помощью космических транспортных кораблей многоразового использования.
Одним из возможных и предпочтительных вариантов рассматривается, прежде всего, второй вариант. Добыча и переработка руды непосредственно на поверхности астероида считается многими потенциальными «космическими горняками» способом наиболее экономичным и рациональным. Однако здесь никак не обойтись без доставки на поверхность астероида технических машин, необходимых для высококачественной переработки добытой руды. При этом техническое оборудование должно обладать свойствами эффективной работы в условиях открытого космоса. Размышления сторон, охваченных идеей добычи астероидных ископаемых, порой напоминают сюжеты фантастических рассказов. К примеру, описания способов закрепления горнодобывающего оборудования на поверхности космических тел (по причине низкой степени гравитации) или способов причалов транспортных космических кораблей к поверхности астероидов. Технологическое оборудование мечтают закреплять при помощи конструкций, подобных обычному винному штопору, а причаливать космические корабли предполагают посредством старой доброй гарпунной пушки. Но так ли давно всего лишь идеями были полеты в космос?
Третий вариант — вывод объекта на околоземную орбиту, также не исключается. Мало того, ученые мужи мирового астрономического сообщества уже сегодня дают рекомендации в том плане, какие околоземные астероиды реально увести от собственной орбиты и вывести в точку Лагранжа — область между двумя планетами — Землёй и Луной, где действуют оптимальные условия гравитации для стабильного удержания третьего небесного тела, обладающего малой массой, в частности, астероида. Так вот, астрономы нашли двенадцать таких объектов, охарактеризовав эти небесные тела как ERO — Easily Retrievable Objects, что в переводе на русский означает «легко извлекаемый объект». Имеется в виду космическое тело, легко извлекаемое из пояса других космических тел с последующей транспортировкой в точку Лагранжа.
Технология добычи рудных минералов в космосе
Как вариант, вполне должна подойти традиционная технология, которой пользуются на земле, организуя добычу карьерным способом. Карьерная добыча обещает быть одним из рациональных способов, учитывая какое количество разломов породы имеется на астероидах в результате метеоритных падений. Более сложной разработкой представляется закрытый способ. Здесь придётся создавать шахты и транспортные механизмы для выдачи руды на-гора.
До банальности простая технология добычи железной руды предлагается на космических телах, структура которых целиком состоит из металла. Поверхность таких тел, скорее всего, должна содержать изрядное количество небольших по размерам металлических элементов (металлических зерен), которые достаточно легко собирать магнитным полем.
Существуют и более продвинутые идеи относительно технологий астероидной добычи полезных ископаемых. Иные настолько «продвинутые», что опять же претендуют на роль дополнения сюжетов фантастических рассказов. Например, идея самостоятельного воспроизводства технологических машин, когда один агрегат, добывший нужное количество ископаемых, создает из добытого материала себе подобную копию и так до того момента, пока не будет создано нужное количество машин. Впрочем, почему, нет. Компьютерные технологии достигли достаточно высокого уровня, что вполне позволяет говорить о самовоспроизводящихся горнорудных машинах.
Насколько фантастика может стать реальностью
Настолько, насколько, например, оценивается проект создания и запуска космического аппарата OSIRIS-REx. Только всё дело в том, что не одни лишь специалисты NASA сильно заинтересованы исследованиями астероидов. На свете существует также компания, именуемая Planetary Resources, интересы которой относительно промышленного освоения астероидов, пожалуй, по силе даже перекрывают интересы специалистов NASA. Основной целью Planetary Resources ставится цель существенно расширить запасы имеющихся земных ресурсов. Что примечательно, коллектив из «планетарных ресурсов» собирается сделать это как раз путем освоения недр астероидов.
На первоначальном этапе запланировано направить все силы на развитие производства малых космических телескопов. При помощи телескопического оборудования предполагается провести тщательное изучение близлежащих астероидов на предмет имеющихся полезных ископаемых. Текущий 2013 год уже отметился для компании выпуском первого экземпляра телескопа Arkid100. Следующий — 2014 год, обещает стать годом первых запусков исследовательского инструмента в космическое пространство. Что интересно, финансирование всех работ осуществляется благодаря денежным пожертвованиям, число которых на данный момент приближается к восемнадцати тысячам, а сумма собранных средств зашкаливает за полтора миллиона долларов.
Однако и это ещё не весь список желающих подзаработать на космических минералах. Почти одновременно с заявлениями Planetary Resources, о своих планах освоения рудных минералов в космическом пространстве заявила совсем новая американская компания Deep Space Industries, появившаяся на свет в начале 2013 года. Исключительно частное предприятие с полной ответственностью заявляет о запуске полноценной коммерческой деятельности по разработке астероидных минералов уже с 2016 года. Удивительно, но факт — на вооружении потенциальных добытчиков космической руды уже сейчас имеются три единицы современных космических аппаратов. Непроизвольно вспоминается Джек Лондон и его «Железная пята».
Изначально в планах DSI значится исполнение миссии заправщика космических спутников связи. Затем намечается организация деятельности по созданию орбитальных генераторов энергии и сети межпланетных коммуникаций. Наконец, долгосрочная перспектива DSI — это заветная мечта владельцев компании — добыча минералов путем разработки недр астероидов.
Цена идеи освоения космических недр
Богатства космоса безмерны и об этом свидетельствуют данные, получаемые при помощи спектральных анализов некоторых космических объектов. К примеру, имеются хорошо аргументированные предположения на тот счёт, что астероидное космическое тело класса М, обладающее размерами в поперечнике полторы-две тысячи метров, может полностью состоять из железной, никелевой, платиновой руды или иных металлов. В объёмной составляющей, это несколько миллиардов тонн рудных минералов — количество, значительно превышающее общемировую годовую добычу железной руды на Земле.
Заманчиво, безусловно. Только в какую стоимость обойдется, допустим, всего одно исследование недр определенного космического тела? Если вернуться к американскому проекту OSIRIS-REx и внимательно ознакомиться со всеми этапами реализации, станет более чем понятным — затраты огромны. В общей сложности американским налогоплательщикам идея NASA обойдётся в один миллиард долларов. Плюс к этому, придется затратить примерно семь лет на полную реализацию проекта, до того момента, когда на Землю прибудет всего лишь проба грунта, взятая с поверхности астероида.
На этом фоне не совсем понятно, каким образом собираются активно осваивать промышленную добычу рудных минералов в космосе компании Deep Space Industries и Planetary Resources, если первая оценивает собственные планы в 20 млн долларов, а вторая собрала в виде пожертвований что-то около 2 млн? И всё-таки, промышленная добыча рудных минералов в космосе вполне реальна, но скорее всего, возможна только в далёкой перспективе.
