Распечатывая кладовые Вселенной. Добыча полезных ископаемых в космосе

Происходящее вот уже несколько десятилетий постепенное истощение полезных ископаемых со всей остротой ставит перед человечеством вопрос о поиске и последующей разработке альтернативных земным источников энергии. По мнению многих ученых и общественных деятелей, одним из таких источников в ближайшей перспективе может стать космос, а именно планеты Солнечной системы и астероиды, в больших количествах встречающиеся в околоземном пространстве.

Разговоры об исчерпании природных ресурсов на Земле ведутся уже давно, причем зачастую они имеют под собой объективную основу. Согласно последним данным Международного энергетического агентства, при сохранении нынешних темпов добычи угля хватит на 270 лет, нефти — на 45 лет, природного газа — на 40 лет, железной руды — на 250 лет. Поэтому внимание к космосу как потенциальному источнику сырья неуклонно возрастает, тем более что в 2010 г. японский аппарат «Хаябуса» доставил на Землю первый образец грунта с астероида, в котором были найдены следы металлов платиновой группы.

Действительно, на Луне, Марсе, Венере, Юпитере, других планетах и астероидах есть вода, разнообразные газы и металлы. Например, в двух районах Луны — в Море Спокойствия и в Океане Бурь — расположены месторождения гелия-3 и гелия-4 — 210 тыс. т и 560 млн т соответственно. Разведаны значительные запасы титана и воды. На Венере еще в прошлом веке советские исследовательские аппараты «Венера-13», «Венера-14» и «Вега-2» нашли залежи кремния, алюминия, магния, железа, кальция, калия, титана, марганца, свинца, висмута и серы.

В то же время существуют препятствия, которые могут помешать потенциальным рудоискателям. В 1967 г. был подписан Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, который ограничивает использование Луны и других небесных тел только мирными целями и запрещает предъявлять претензию на владение космическим телом или его частью. Серьезной помехой могут стать и особенности климата: если рассматривать ту же Венеру, то средняя температура в 460° С, атмосфера из углекислого газа и серные дожди не позволят технике и людям продержаться больше нескольких часов.

Астероиды нам помогут

Исходя из этого, многие предлагают заниматься добычей не на планетах, а на астероидах — небольших небесных телах, появившихся при формировании Солнечной системы более 4,6 млн лет назад и с тех пор вращающихся вместе с планетами вокруг Солнца. Сейчас от 700 тыс. до 1,7 млн астероидов находятся между Юпитером и Марсом, также их можно встретить возле Солнца, рядом с Нептуном, а около 9 тыс. проходят рядом с орбитой Земли.

Большинство из них состоят из силикатных минералов и углеродистых соединений, которые могут быть источниками железа, титана, никеля, кобальта, металлов платиновой группы, золота, марганца. В 2023 г. в рамках программы по освоению космоса NASA планирует отправить космический зонд на один из самых известных астероидов — Психею. Предварительные радиолокационные и спектральные исследования показали, что в его составе есть железо, никель, золото, а также металлы платиновой группы.

Помимо металлов, многие астероиды содержат лед, из которого можно получить кислород и водород, — они входят в состав дыхательных смесей для космонавтов, а также ракетного топлива. В 2020 г. компания Planetary Resources планировала начать создание на астероидах своего рода склада, на котором космические корабли, летящие к планетам Солнечной системы, могли бы пополнять свои запасы кислорода и водорода. Но довести до конца проект так и не удалось.

Эстафету приняла калифорнийская компания AstroForge. Уже в этом году она отправит на орбиту два специальных аппарата для отработки добычи полезных ископаемых на астероидах: первый протестирует оборудование для переработки грунта астероидов, а второй исследует один из астероидов на наличие там металлов платиновой группы: родия, рутения, палладия, осмия, иридия, платины. В случае успеха уже до конца 2030 г. в AstroForge планируют добыть и доставить на Землю первую партию металлов.

Первые шаги

В целом сегодня вопрос добычи полезных ископаемых на небесных телах находится только на стадии исследований и обсуждений — слишком много проблем надо разрешить. Так, отсутствуют технологии, которые позволили бы доставлять на Землю такие тяжелые грузы и при этом безопасно приземляться, нет соответствующей инфраструктуры в космосе и на Земле, окончательно не решен вопрос с выбором подходящей технологии.

Однако интерес к этой теме с годами только растет. Уже в 2012 г. в США возникла компания Planetary Resources, которая начала изучение состава и орбитальных параметров всех околоземных астероидов. В 2013 г. возникла Deep Space Industries, занимающаяся созданием спутников-разведчиков, гигантских транспортеров, космических обогатительных фабрик, которые могли бы добывать, перерабатывать, хранить и реализовывать весь добытый материал.

В 2015 г. в США, затем в Люксембурге, ОАЭ, Японии и еще ряде стран были приняты соответствующие законы, которые позволяли компаниям добывать полезные ископаемые на небесных телах. Коммерческим предприятиям было разрешено осуществлять их транспортировку, использование и продажу.

Аналогичные работы ведутся и в России. В январе 2023 г. весь научный мир облетела весть о том, что доцент кафедры открытых горных работ и электромеханики Виктор Корнеев из Сибирского государственного индустриального университета разработал буровзрывную технологию ведения горных работ в условиях Луны и Марса. При этом у нашей страны есть опыт бурения на Луне: еще в 1976 г. советская автоматическая станция «Луна-24» пробурила лунный грунт на глубину почти 2 м и доставила его образец на Землю.

Исследования и разработки продолжаются, поэтому может статься, что уже через пять-десять лет мы увидим космические металлы во всем их великолепии.

Фото в тексте и на главной странице: 123RF