У людей большие планы по добыче полезных ископаемых в космосе, но есть много сдерживающих факторов

Как и Земля, планетарные тела, такие как Луна, Марс, астероиды и кометы, содержат значительные запасы ценных ресурсов. Это привлекло внимание как исследователей, так и промышленников, которые надеются в один прекрасный день добывать их для поддержания космической экономики.<br>Однако создание любого вида внеземной горнодобывающей промышленности будет нелегким делом. Давайте посмотрим, с чем мы столкнемся.<br><b>Использование ресурсов на месте</b><br>Когда вы думаете о внеземной добыче, вы, вероятно, представляете себе извлечение материалов из различных тел в космосе и доставку их на Землю. Но это вряд ли будет первым коммерчески жизнеспособным примером.<br>Если бы мы хотели установить постоянное присутствие человека на Луне, как предлагает НАСА, нам нужно было бы пополнять запасы живущих там астронавтов. Такие ресурсы, как вода, могут быть переработаны лишь в определенной степени.<br>В то же время запуск ресурсов с Земли обходится очень дорого. По состоянию на 2018 год запуск одного килограмма материала на низкую околоземную орбиту обходился примерно в $2400, а для запуска выше или на Луну - еще дороже. Вполне вероятно, что материалы, добытые в космосе, будут использоваться в космосе, чтобы помочь сэкономить на этих расходах.<br>Сбор материалов, необходимых на месте, называется "использование ресурсов на месте". Оно может включать в себя все: от добычи льда до сбора грунта для строительства сооружений. В настоящее время НАСА изучает возможность строительства зданий на Луне с помощью 3D-печати.<br>Добыча полезных ископаемых в космосе также может изменить управление спутниками. Согласно существующей практике, спутники сходят с орбиты через 10-20 лет, когда у них заканчивается топливо. Одна из высоких целей космических компаний, таких как Orbit Fab, - разработать такой тип спутника, который можно будет заправлять топливом, собранным в космосе.<br>Даже для спутников на низкой околоземной орбите энергия, необходимая для их доставки с Луны, меньше, чем для доставки с Земли.<br><b>Какие ресурсы там есть?</b><br>Если говорить о возможностях добычи полезных ископаемых за пределами Земли, то есть несколько ресурсов, которые являются одновременно и ценными, и богатыми. Некоторые астероиды содержат огромное количество железа, никеля, золота и металлов платиновой группы, которые можно использовать в строительстве и электронике.<br>Лунный реголит (камень и почва) содержит гелий-3, который может стать ценным ресурсом в будущем, если ядерный синтез станет жизнеспособным и широко распространенным. Британская компания Metalysis разработала процесс, который может извлечь кислород из лунного реголита.<br>Ожидается, что на поверхности Луны, в постоянно затененных кратерах вблизи ее полюсов, существует лед. Мы также считаем, что лед есть под поверхностью Марса, астероидов и комет. Его можно использовать для поддержания жизни или разложить на кислород и водород и использовать в качестве топлива.<br><b>Как мы будем добывать полезные ископаемые в космосе?</b><br>Некоторые предложения по добыче полезных ископаемых за пределами Земли похожи на добычу полезных ископаемых на Земле. Например, мы можем добывать лунный реголит с помощью ковшового экскаватора или разрабатывать астероид с помощью туннелепроходческой машины.<br>Другие предложения более необычны - например, использование вакуумной машины для втягивания реголита по трубе (что нашло ограниченное применение в земных раскопках).<br>Исследователи из Сиднейского университета Нового Южного Уэльса и Австралийского национального университета предлагают использовать биоминирование. В этом случае бактерии, занесенные на астероид, будут потреблять определенные минералы и выделять газ, который затем может быть собран зондом.<br><b>Огромные проблемы сохраняются</b><br>Работа, проведенная в Австралийском центре космических инженерных исследований UNSW, связана с поиском путей снижения рисков в индустрии космических ресурсов. Само собой разумеется, существует множество технических и экономических проблем.<br>Те же затраты на запуск, из-за которых многие стремятся начать добычу полезных ископаемых за пределами Земли, также означают, что доставка оборудования для добычи в космос стоит дорого. Чтобы быть экономически эффективными (или даже осуществимыми), горные работы должны быть как можно более легкими.<br>Более того, чем дальше что-то находится от Земли, тем больше времени требуется на доставку. Задержка при отправке команды марсоходу и выяснении ее успешности достигает 40 минут.<br>На Луне задержка связи составляет всего 2,7 секунды, и, возможно, ее легче добывать дистанционно. Околоземные объекты также имеют орбиты, схожие с земными, и время от времени пролетают мимо Земли на расстоянии, сравнимом с Луной. Они являются идеальным кандидатом для добычи полезных ископаемых, так как требуют мало энергии для достижения и возвращения.<br>Внеземная добыча полезных ископаемых должна быть в основном автоматизирована или управляться дистанционно, учитывая дополнительные трудности, связанные с отправкой людей в космос, такие как необходимость жизнеобеспечения, избежание радиации и дополнительные расходы на запуск.<br>Однако даже системы добычи полезных ископаемых на Земле еще не полностью автоматизированы. Прежде чем начать добычу полезных ископаемых на астероидах, необходимо усовершенствовать робототехнику.<br>Хотя космические аппараты несколько раз приземлялись на астероиды и даже извлекали образцы - которые были возвращены в Вумеру в Южной Австралии во время миссий Hayabusa 1 и 2 - наш общий коэффициент успешности посадок на астероиды и кометы невысок.<br>В 2014 году посадочный аппарат Philae, отправленный к комете 67P/Чурюмова-Герасименко, упал в канаву во время неудачной попытки посадки.<br>Существуют также экологические соображения. Добыча полезных ископаемых в космосе может помочь сократить объемы добычи полезных ископаемых на Земле. Но это в том случае, если добыча за пределами Земли приведет к уменьшению, а не увеличению количества запусков ракет, или если ресурсы будут возвращены на Землю и использованы на ней.<br>Хотя сбор ресурсов в космосе может означать отсутствие необходимости запускать их с Земли, по мере развития космической экономики неизбежно будет происходить больше запусков.<br>Кроме того, возникает вопрос о том, будут ли предлагаемые методы добычи полезных ископаемых работать в космической среде. Различные планетарные тела имеют разные атмосферы (или их отсутствие), гравитацию, геологию и электростатическую среду (например, почва может быть электрически заряженной из-за частиц Солнца).<br>Как эти условия повлияют на внеземные операции, пока неизвестно.<br><b>Но работа ведется</b><br>Хотя это еще только начало, ряд компаний в настоящее время разрабатывают технологии для добычи полезных ископаемых вне Земли, разведки космических ресурсов и других видов использования космоса.<br>Канадская корпорация Space Mining разрабатывает инфраструктуру, необходимую для поддержания жизни в космосе, включая генераторы кислорода и другое оборудование.<br>Американская компания OffWorld разрабатывает промышленных роботов для работы на Земле, Луне, астероидах и Марсе. А Корпорация по добыче астероидов также работает над созданием рынка для космических ресурсов.