Да си вземем желязо от Космоса

Водата на Луната открива пътя към бъдещата извънземна икономика.

Казват, че войните на бъдещето ще се водят заради ресурси. Възможно е обаче този ужасяващ сценарий да бъде избегнат, ако правителствата и корпоративният сектор погледнат нагоре и потърсят решението другаде — в Космоса.

Наличието на вода на Луната открива възможности за създаването на постоянни обитаеми бази — първата стъпка към колонизацията на Слънчевата система. Местните запаси могат не само да осигурят питейна вода и кислород за астронавтите, но и да бъдат използвани за производство на гориво за космическите апарати. По този начин Луната може да се превърне в базов лагер, позволяващ на човечеството да покори близкия Космос.

Ресурси за векове напред

В Слънчевата система обикалят стотици хиляди астероиди — обекти с големина, достигаща десетки и стотици километри, чиито орбити често се влияят от тези на по-големите тела като планетите. Повечето от тях се намират в астероидния пояс между орбитите на Марс и Юпитер, но не са малко и тези, които обикалят Слънцето на по-близки до Земята орбити. Това, с което са интересни тези летящи скални късове, е фактът, че те съдържат огромни количества метали и други важни химически елементи. Един-единствен малък астероид с диаметър около 1 км може да съдържа над 2 млрд. тона желязно-никелова руда — количество, което надвишава годишния добив в целия свят. Това означава, че тези космически обекти разполагат с ресурси от никел, желязо и ценни метали, способни да задоволят всички нужди на човечеството за векове напред.

Според някои учени този значим ресурс може да се превърне в дългоочаквания стимул за човечеството да направи следващата голяма стъпка в своето развитие — усвояването на близкия Космос. И може да послужи за основа на бъдещата космическа икономика, в която частни компании и правителства ще добиват метална руда от астероидните пояси, транспортирайки я до Земята, Луната и Марс, където тя ще бъде използвана за изграждане на колонии. Или пък ще бъде доставяна в околоземна орбита, за да послужи за основа на орбитални хотели, слънчеви електроцентрали и научни станции.

Нова космическа надпревара

Съществува, разбира се, и въпросът „Защо да го правим?“. В краткосрочен план стимул за развитието на тази нова индустрия вероятно ще е частната инициатива и възможността новите предприятия да си възвърнат с печалба средствата, вложени в космическа рудодобивна дейност. Може да станем свидетели на нова космическа надпревара, наподобяваща повече епохата на Великите географски открития, отколкото „лунната надпревара“ от времето на Студената война. Също както преди няколко века първите корабни компании са изпращали своите плавателни съдове в Новия свят, очаквайки ги да се върнат с трюмове, пълни с подправки и злато.

Астероидите не само съдържат огромни метални залежи, но и много от тях се намират в близост до орбитата на Земята, което намалява значително себестойността на един космически рудодобивен проект. Около 10% от обектите от типа NEA (Near-Earth Asteroid — близки до Земята астероиди) се намират толкова близо, че доставянето на ресурси от тях в околоземната орбита изисква по-малко енергия, отколкото тяхното извеждане от Земята.

Какво може да получим от астероидите?

През последното десетилетие познанията ни за геологията на астероидите напреднаха значително. Според някои проучвания само в онези от тях, които преминават близо до Земята, са погребани минерали и метали на стойност трилиони долари. При това тези ресурси са леснодостъпни, защото не са били подложени на тектонични сили, които да ги изпратят под повърхността. За сравнение — много от намиращите се на Земята метални залежи са закопани на огромна дълбочина вследствие на продължаващата над четири милиарда години тектонична активност, което ги прави недостижими. Повечето от известните ни днес астероиди попадат в три основни категории: C-тип (към него принадлежат над 75% от познатите обекти), S-тип (включва около 17% от астероидите) и M-тип, като последните два са богати на никел и желязо.

Според някои проучвания всяка единица оборудване за астероиден добив би могла да добие метал, надвишаващ 100 пъти собствената ѝ маса, само за една година. А един кораб с йонен двигател би могъл да донесе на Земята ресурси, тежащи между 20 и 100 пъти повече от собственото му тегло.

Със сигурност единственото условие частни корпорации да заложат на космическия рудодобив ще бъде наличието на ясен бизнес модел, който да гарантира солидна възвръщаемост. За златото и платината днес съществува съвсем реален пазар и можем без особено колебание да твърдим, че всяка дейност по добив на тези ценни метали ще бъде успешно бизнес начинание, стига те да достигнат до Земята. Според проф. Джон Луис, автор на книгата Mining the Sky, само един астероид с диаметър от 1 километър и маса от около 2 млрд. тона би могъл да съдържа около 30 млн. тона никел, 1,5 млн. тона кобалт и 7500 тона платина, като само платината е оценена на над 150 млрд. щатски долара. А в Слънчевата система се реят над един милион обекта с такава големина...

Основите на една космическа икономика

Истинският бум на астероидния рудодобив обаче вероятно ще се случи, когато започне по-активното усвояване на близкия Космос и нарасне броят на човешките конструкции в околоземната орбита, на Луната и на останалите планети от нашата звездна система. Този процес ще даде тласък на развитието на цял нов сектор за космическа търговия с ресурси като основа на една нова космическа икономика.

Транспортните компании ще извършват мащабни сделки за доставка на метали от астероидния пояс до Марс, орбитални хотели ще се изграждат с метали, доставени от близки астероиди, а на земните стокови борси ще се търгуват ресурси, които никога няма да достигнат до нашата планета. Част от възможното приложение на метала, доставен от Космоса, ще бъде за създаването на сателити, космически фабрики, станции и цели градове или за изработката на междупланетни кораби далеч от Земята.

Кой ще направи първата стъпка?

Потенциалът на астероидите безспорно е огромен, но въпросът е кой и кога ще се заеме с тяхното оползотворяване? До момента NASA, както и някои частни компании като SpaceDev са демонстрирали интереса си към намиращите се в близост до Земята астероиди, но по-скоро с научна цел. Засега усвояването на астероидите не е застъпено като приоритет в плановете на космическите агенции на САЩ, Китай, Русия и Европейския съюз. Факт е, че за да се случи астероидният рудодобив, преди всичко трябва да бъде правно регулиран въпросът с използването на тези ресурси. Друго необходимо условие е раждането на една либерализирана космическа индустрия, в която държавните институции като NASA и Роскосмос са отстъпили водещата роля на частния бизнес.

Предизвикателствата пред космическите миньори

В технически план пък важно условие е наличието на космически кораби, които да са достатъчно големи, за да превозват необходимия брой миньори и оборудването и освен това да могат да кацнат безпрепятствено на астероид. Трябва да бъдат решени и други проблеми, като например този с нулевата гравитация, при която ще трябва не само да се извлича рудата, но и да се събира, без да се разпилее в Космоса.

Първият такъв проект със сигурност ще донесе безценно ноу-хау на организацията, която го ръководи, а преди той да стартира, ще трябва да бъдат изпратени многобройни мисии, които да определят подходящ астероид. Изборът ще е труден, защото ще зависи както от физическите характеристики на обекта и от неговия състав, така и от други фактори, като например неговата орбита, близостта му до Земята и опасността от сблъсък с друг астероид, който би заплашил живота на космическите миньори.

Все пак някои учени вече развиват свои концепции за начина, по който ще се осъществява астероидният рудодобив в бъдеще, и предлагат решения на някои от техническите проблеми. Според една от тезите подобен проект би могъл да бъде осъществен изцяло от роботи, което би намалило както нуждата от животоподдържащи ресурси, така и евентуалния риск за живота на хората.

Всички роботи, както и оборудването, което ще се използва за добива, може да бъдат със слънчеви батерии, за да се ограничи нуждата от пренасяне на гориво от Земята. Би могло слънчевата енергия да бъде използвана и за загряването на течност, с която да бъде задвижвана турбина за производство на електричество. Подобна система би могла да бъде достатъчно проста и евтина, за да се създаде направо на място. Друга възможност е използването на термоелектрически генератори, които направо превръщат топлината от слънчевите лъчи в ток. Те ще са с по-нисък коефициент на полезно действие, но предимството им е, че са още по-опростени и имат дълъг оперативен живот.

Гориво и преработка на място

Ракетното гориво за транспортирането на ресурсите обратно пък би могло да бъде произведено на място, като се използва вода от самите астероиди и се разгради до водород и кислород. След като полезните ресурси на един астероид бъдат изчерпани, цялото оборудване може лесно да бъде прехвърлено на друг.

Концепциите за транспортирането на добитите ресурси включват както пренасянето на рудата в суров вид, така и нейната обработка на място и превозването само на крайния продукт. Във втория случай обратният транспорт ще бъде много по-ефективен, но за сметка на това до астероида трябва предварително да бъде пренесено съответното оборудване за преработка.

Трета възможност, обсъждана от учените, е промяна на траекторията на целия астероид и придвижването му на друга орбита в близост до Земята или Луната. Подобен метод обаче вероятно би имал много противници поради огромния риск, в случай че такова тяло се сблъска с нашата планета.

Автор: Александър Александров