>>310719Чи буде видобуток Місяця та астероїдів вартий клопоту?Нова ера освоєння космосу відкриває абсолютно нові можливості, включаючи спокусливу перспективу видобутку ресурсів на Місяці та астероїдах. Звучить захоплююче — і потенційно дуже прибутково — але реальна ситуація полягає в тому, що космічний видобуток є абсолютно незвіданою територією. Спершу потрібно провести багато пошукових робіт, щоб визначити, чи економічно варто видобувати ці ресурси.
У цьому десятилітті NASA та його співробітники знову звернуть свій погляд на Місяць. Агентство планує висадити туди астронавтів у 2025 році в рамках поточної програми Artemis; Це був би перший випадок, коли астронавт висадився на Місяць після останньої місії Аполлон у 1972 році.
Дійсно, космос наповнений ресурсами, які знадобляться людям, щоб вижити під час дослідження та роботи в темній порожнечі, а також для процвітання нашої економіки. На Місяці знаходяться великі резервуари водяного льоду, який можна добувати та використовувати для виробництва питної води, кисню для поселень або ракетного палива для запусків з поверхні Місяця. Є також гелій-3, рідкоземельні елементи (РЗЕ) і навіть пиловий реголіт. Астероїди також є концентрованими джерелами цінних елементів, таких як платина, які можна зібрати, відправити назад на Землю та продати промисловим підприємствам. У той же час як державний, так і приватний космічний сектор розглядають життя в космосі як реальну можливість для розвитку людства.
Плани космічного видобутку на даний момент намальовані широкими штрихами, оскільки космічні агентства та компанії почали закладати початкову основу. Видобуток ресурсів на Місяці чи астероїдах може стати величезним скороченням у просуванні планів довгострокового проживання в космосі, оскільки вартість запуску будь-чого з поверхні Землі залишається неймовірно високою.
Однак перш ніж розпочати роботу, компаніям і державним установам потрібно буде провести аналіз витрат, пов’язаних із видобутком різних ресурсів, щоб визначити, чи економічно вигідно обробляти ці матеріали безпосередньо в космосі або транспортувати ці матеріали назад на Землю. Вони цілком можуть вирішити, що це просто не варто, принаймні на даний момент. Збирання цих ресурсів у суворих умовах космосу цілком може стати логістичним кошмаром, який вимагає десятиліть перевірки концепції. Незважаючи на це, існують десятиліття досліджень та інновацій, які вказують на те, наскільки можливим може бути космічний видобуток, і все це почалося багато років тому з планування місій «Аполлон».
Видобування матеріалів безпосередньо там, де це нам потрібно«Найперша зустріч, на якій серйозно обговорювали ресурси Місяця, а не лише на рівні наукової фантастики, відбулася в листопаді 1962 року», — сказав Gizmodo Анхель Аббуд-Мадрід, директор Програми космічних ресурсів Колорадської гірничої школи. НАСА планувало «Аполлон» у той час, і, розуміючи, що астронавтам знадобиться постійне постачання кисню, космічне агентство розглянуло можливість отримати його безпосередньо з поверхні Місяця, пояснив він. «Це сталося не тому, що ми були там лише кілька днів або пару годин, але усвідомлення того, що вам потрібні ресурси на місці (тобто безпосередньо на самому місці), було так довго через надзвичайно висока вартість і багато палива, щоб запустити що-небудь із Землі», — сказав Аббуд-Мадрід.
Для NASA слово «видобуток» не зовсім відображає повну картину видобутку та використання ресурсів у космосі, тому агентство замість цього використовує всеохоплюючу фразу «використання ресурсів на місці» або ISRU. Цей загальний термін описує не лише процес видобутку матеріалів і ресурсів на місячній поверхні, а й використання цієї сировини для виробництва нових продуктів.
Взяти, наприклад, лід. Місячні геологи мають вагомі підстави вважати, що резервуари води — це лід, захований у ґрунті в постійно затінених областях Місяця. Ці резервуари – це те, що злощасний Місячний ліхтарик NASA мав намітити на карті. У не надто віддаленому майбутньому астронавти на Місяці зможуть видобути ці резервуари та розтопити лід, щоб поповнити запаси питної води. Ця вода також може бути хімічно розділена на Місяці на кисень і водень, які могли б забезпечувати середовища проживання і бази придатним для дихання повітрям або використовуватися для синтезу ракетного палива і палива.
«ISRU може означати видобуток чогось і повернення цього на Землю», — сказав Gizmodo під час телефонної розмови Бен Бассі, головний науковий співробітник комерційного постачальника місячних посадкових апаратів Intutive Machines. «Але це також може означати такі речі, як побудова інфраструктури, яка потім полегшить роботу на Місяці».
Астронавти також могли б зробити ISRU ще один крок вперед і видалити метал з місячного ґрунту для створення інфраструктури, як-от середовища проживання або обладнання для запуску. Джеррі Сандерс, керівник відділу систем ISRU в Джонстонському космічному центрі NASA, каже, що місячний ґрунт містить алюміній, залізо, титан і кремній, і що ці метали потім можна було б обробити з реголіту, сформувати в більш чисті форми та використати для будівництва. Реголіт також може бути хорошим джерелом кисню, оскільки цей елемент утримується в силікатних мінералах ґрунту.
«Увесь реголіт містить приблизно 42-44% кисню за масою», — пояснив Сандерс під час телефонної розмови. «Отже, коли ми говоримо про обробку реголіту, ви отримуєте багато кисню».
NASA закладає основуХоча астронавти не збираються ступати на Місяць до запуску Artemis 3 у 2025 році, NASA вже має перші плани щодо операцій ISRU. Сандерс заявив, що супутник Lunar Trailblazer продовжить пошуки водяного льоду на поверхні Місяця за допомогою інфрачервоного спектрометра з орбіти. Оскільки інфрачервоне світло поглинається водою, вчені можуть використовувати дані зонда, щоб потенційно визначити розмір і розподіл цих резервуарів льоду, подібно до того, як це мав зробити Lunar Flashlight.
Між тим, місія NASA VIPER — Volatiles Investigating Polar Exploration Rover — буде бурити поверхню Місяця, щоб безпосередньо знайти та проаналізувати водяний лід. Запуск Lunar Trailblazer і VIPER запланований на початок і кінець 2024 року відповідно. Після того, як ця початкова пошукова робота буде виконана, через кілька десятиліть операції ISRU будуть значно більшими.
«У такому далекому майбутньому ви будете дивитися на широкомасштабні операції. У вас будуть машини, які будуть бурити, проводити розкопки та транспортувати матеріал на певний завод», – сказав Аббуд-Мадрід. «Всім знадобиться електроенергія, зв’язок і транспорт, тому у вас буде вся ця інфраструктура».
Хоча NASA планує власні місії для вивчення можливостей ISRU, агентство також намагається показати приклад, якому можуть наслідувати приватні космічні компанії. Раніше NASA доручало свою роботу приватним космічним підрядникам — наприклад, ракети від SpaceX доставляють корисні вантажі агентства на орбіту, а нові скафандри для програми Artemis розробляє Axiom Space. У цих випадках NASA розробило якусь інженерну структуру або стартову точку для наслідування космічним компаніям, але ISRU є terra incognita, і Сандерс каже, що приватна космічна галузь повинна визначити, чи логістично можливий видобуток на Місяці, перш ніж компанії застрибнути на "борт".
«Державно-приватне партнерство та комерційна участь стають усе більш важливими для досягнення успіху та реалізації цілей [NASA]», — сказав Сандерс. «Перш ніж ми зможемо повністю комерціалізувати [ISRU], нам потрібно в основному допомогти збільшити весь технологічний портфель таким чином, щоб NASA та комерційна індустрія відчували себе достатньо комфортно, щоб взятися за роботу, не збанкрутуючи».
Перспектива видобутку астероїдівХоча поверхня Місяця може бути основним джерелом води, кисню та більш поширених металів, таких як алюміній і залізо, астероїди можуть бути джерелом дорогоцінних елементів. Платина і нікель, наприклад, зосереджені в ядрі металевих астероїдів. Як пояснив Аббуд-Мадрід, коли астероїд росте, його гравітація збільшується, втягуючи в себе ці більш щільні елементи. Після видобутку ці метали можна відправляти назад на Землю для продажу різним галузям промисловості. Зважаючи на це, астероїди здаються безглуздими для можливостей видобутку корисних копалин, але NASA наразі не має найближчих планів щодо них.
«Наразі ми зосереджуємося в основному на Місяці, оскільки він має найближчий термін повернення інвестицій», — сказав Сандерс.
Незважаючи на те, що державний сектор зосереджується на Місяці, деякі приватні космічні компанії відмовляються від нього на користь астероїдів. AstroForge – це каліфорнійська компанія з видобутку астероїдів, яка залучила 13 мільйонів доларів США у травні 2022 року. Повідомляється, що компанія запланувала метод видобутку астероїдів діаметром від 20 до 1500 метрів шляхом їх розбиття в космосі та збирання матеріалу, на відміну від посадки на скелі та безпосереднього видобутку.
«Метали платинової групи використовуються повсюдно — вони зменшують викиди транспортних засобів, їх використовують у хіміотерапевтичних препаратах, і кожен електронний пристрій, який ви маєте, містить низку цих елементів», — сказав Gizmodo співзасновник AstroForge Метт Гіаліч під час телефонного інтерв’ю у травні 2022 року. «Для нас справжня мрія — піти й використовувати глибокий космос для ресурсів».
У січні AstroForge оголосила про два польоти, заплановані на 2023 рік. У квітні AstroForge, як очікується, запустить на орбіту космічний корабель із попередньо завантаженим зразком, який слугуватиме симулятором астероїда, щоб продемонструвати технологію вилучення компанії на орбіті у співпраці з OrbAstro . Представник AstroForge повідомив Gizmodo в електронному листі, що місію під назвою Brokkr-1 було «успішно запущено, вона жива та перебуває в нормальному стані». Ще одна місія наразі запланована на жовтень 2023 року, у рамках якої компанія буде співпрацювати з OrbAstro, Intuitive Machines і Dawn Aerospace для спостереження за цільовим астероїдом у глибокому космосі.
Чи вартий видобуток місяця та астероїдів?Отже, чи буде все це того варте? Коротше кажучи, можливо, але є низка факторів, які слід враховувати.
Хоча Місяць може похвалитися ресурсами, які можуть забезпечити тривале проживання, а астероїди рясніють металами, які високо цінуються тут, на Землі, промисловість космічного видобутку не може процвітати без ринку для цих товарів. Нація, яка бажає купувати кисень, отриманий з місячного реголіту, для свого поселення на Місяці, наприклад, стимулюватиме попит на видобуток більшої кількості місячного реголіту. У той же час компаніям і агентствам, які цікавляться космічним видобутком, необхідно провести базовий аналіз витрат і вигод ресурсів, які їх цікавлять. Якщо їх надто важко отримати і занадто важко дістатися до клієнта, тоді бізнес видобуток цих ресурсів стає слабшим.
«Як такі речі, як розвідка та перевірка ресурсу, відбуваються на Землі, існує стандартний процес. Вам потрібно щось знайти, вам потрібно з’ясувати, чи економічно рентабельно видобувати це та використовувати», — сказав Бассі. «Ви можете мати чудове джерело чогось, але це може бути надто важко отримати. Думаю, те ж саме буде і на Місяці».
Використання місячного ґрунту для ракетного палива та продаж платини, видобутої з астероїда, — це фантастичні образи, які здаються надто надуманими, щоб бути здійсненними, але космічний видобуток — навіть у невеликих масштабах — майже напевно відбудеться за нашого життя.
Якщо припустити, що космічні шахтарі вирішать, що ресурс є достатньо економічно життєздатним, і що клієнти готові платити за нього, галузь космічного майнінгу може утвердитися та розширюватися. Таке розширення могло б підживити повністю вторинну економіку. Галузь потребуватиме електроенергії, гірничодобувного обладнання, транспортної логістики та персоналу, які можуть бути надані іншими компаніями, які шукають свій шматок пирога — так само, як люди намагалися заробити на Каліфорнійській золотій лихоманці.
«Подібно до видобутку корисних копалин на Землі в 1800-х роках, коли люди приїхали на захід шукати золото та срібло, існував весь цей видобуток», — сказав Аббуд-Марін. «Люди продавали лопати, кирки та сокири і заробляли на шахтарах. Там те саме».
Використання місячного ґрунту для ракетного палива та продаж платини, видобутої з астероїда, — це фантастичні образи, які здаються надто надуманими, щоб бути здійсненними, але космічний видобуток — навіть у невеликих масштабах — майже напевно відбудеться за нашого життя. Наука вказує на велику кількість ресурсів у нашому космічному задньому дворі, які мають сильні фінансові стимули за собою, але економіка космічного видобутку поки що ще не визначена. Незважаючи на це, цивілізації живуть за рахунок землі з самого початку людства, і коли ми повертаємося до тривалого проживання та дослідження космосу, життя за рахунок Місяця та астероїдів представляє наступний рубіж.
посилання не дам >_<
