Как заработать на астероидах триллионы долларов

Вода в космосе принципиально необходима: кроме того, что она нужна астронавтам, ее можно превратить в ракетное топливо, что существенно удешевит исследование космоса. Пока вся необходимая для полетов H2O  транспортируется с поверхности Земли, что составляет одну из самых высоких статей расходов в исследовательских программах. К тому же она занимает в летательных аппаратах слишком много места и дает кораблю много дополнительного веса. Специалисты говорят, что среди всех ограничений в освоении космоса это одно из самых принципиальных.

Между тем, существует весьма перспективный способ решения проблемы: живительную влагу можно получать прямо в космосе - из астероидов. Ученые подсчитали, что один астероид шириной 500 м содержит в 80 раз больше воды, чем может поместиться в самый крупный танкер, и если ее трансформировать в топливо, то получится в 200 раз больше, чем требовалось для запуска всех ракет в истории человечества. Исследователи убеждены, что вода с астероидов значительно сократит затраты на космические миссии, поскольку гораздо более выгодно транспортировать ее с одного из астероидов на орбиту Земли, чем доставлять с поверхности нашей планеты. В космосе воду можно использовать для заправки спутников, увеличения грузоподъемности ракет, обслуживания орбитальных станций, защиты от радиации.

По данным специалистов американского космического агентства NASA, богатый водой астероид шириной 500 м обладает водой стоимостью $50 млрд. Ее можно доставить на специальную космическую станцию, где будут заправлять аппараты для полетов в дальний космос. Эксперты говорят, что это чрезвычайно выгодно даже в случае самого пессимистического развития событий: если из космического тела будет извлечено всего 1% воды и половина ее используется при доставке. А при лучших раскладах ценность астероидов составляет десятки триллионов долларов. Особенно если учесть, что при проведении разработок горнодобывающий аппарат может летать между планетами с помощью воды от того астероида, на котором она добыта - это приведет к высокой окупаемости.

Идея сама по себе хороша, но до недавнего времени не было технологий, позволяющих ее реализовать. И вот, похоже, к этому приблизились исследователи NASA. В рамках проекта Asteroid Provided In-Situ Supplies (APIS), или "Внутренних поставок с астероидов", они разработали способ  добычи воды из космических тел. Исследования финансируются отделом NASA по поддержке инновационных передовых концепций NIAC. После многочисленных лабораторных проверок инновация была представлена на сентябрьском собрании Американского института аэронавтики и астронавтики.

Целью Asteroid Provided In-Situ Supplies является масштабная разработка астероидов, но главное место в программе занимает добыча из них воды и ее трансформация в доступное на орбите топливо для космических кораблей. Ученым нужно было решить, как добыть воду из каменистых углеродистых хондритов, составляющих поверхность астероидов. Пока для таких задач может использоваться только дорогая, сложная и зачастую непрактичная робототехника. Специалисты NASA предложили гораздо более перспективную альтернативу: технологию добычи с использованием оптической энергии. Участвующий в разработке в рамках APIS профессор Джоэл Серсел поясняет, что  оптическая энергия, то есть, сфокусированный с помощью двух комплектов зеркал солнечный свет, может стать лазером для выпаривания из астероидов воды.

Такой луч способен просверлить отверстия в твердых породах, бурить и даже крошить астероид. При этом небесное тело будет помещено в специальный защитный мешок, который станет оригинальной надувной системой захвата астероида. Такой мешок, изготовленный из выдерживающего высокие температуры материала, будет обладать достаточными размерами, чтобы полностью вместить небесное тело. После того, как астероид окажется в ловушке, на него направят концентрированную солнечную энергию, которая заставит воду испаряться в специальный ограждающий мешок. Оттуда эта жидкость стечет в холодильный резервуар, где будет храниться в виде твердого льда. Эксперты уже провели компьютерное моделирование этого процесса и лабораторные эксперименты на образцах метеоритов.

Теперь, для проведения испытаний за стенами лаборатории, NASA отправило группу исследователей на полигон White Sands в Нью-Мексико. В процессе эксперимента модель астероида будет нагреваться при помощи солнечных печей до экстремально высоких температур отраженным и сфокусированным солнечным лучом. Так проверят, насколько эффективно сконцентрированный свет сможет бурить твердую поверхность и извлекать из материалов летучие вещества, в том числе и воду. Если эта стратегия подтвердит свою состоятельность, проект перейдет в следующую фазу разработки. 

Предполагается, что предложенная методика позволит получать всего за пару месяцев порядка 120 тонн воды, которую можно хранить и транспортировать на лунную орбиту, используя в том числе как топливо для бортовой солнечно- тепловой двигательной установки. В план проекта APIS входит сбор 100 метрических тонн воды из недр околоземных астероидов и перемещение их на лунную орбиту в рамках одного запуска ракеты SpaceX Falcon 9. "Нам удалось создать принципиально новую бизнес-модель, которая позволит сделать освоение космоса коммерчески выгодным", - говорит Джоэл Серсел. Он считает, что разработки в рамках APIS смогут обеспечить NASA необходимыми расходными материалами и топливом для всех будущих пилотируемых миссий, включая исследование лунной орбиты, освоение Марса и полеты к околоземным астероидам.

Добыча воды на астероидах имеет столь важное значение и потому, что после этого станет возможной разработка других элементов и металлов на небесных телах: железа, никеля, платины, золота. В частности, некоторые околоземные объекты содержат металлы платиновой группы в таких высоких концентрациях, какие имеются далеко не на всех богатейших земных рудниках. К примеру, по данным NASA, на одном богатом платиной астероиде шириной 500 м имеется почти в 174 раза больше этого металла, чем добывается на Земле в год и в 1,5 раза больше всех известных мировых запасов платины. Немаловажно, что в отличие от Земли, где тяжелые металлы расположены ближе к ядру, металлы на астероидах распределены по всей поверхности, что существенно облегчает их добычу. Кроме доставки на Землю, добытые на астероидах металлы могут использоваться прямо в космосе. Такие элементы, как, например, железо и алюминий, можно будет применять при строительстве космических объектов, защиты аппаратов и т.п.

На самом деле, разработка астероидов может действительно обогатить Землю. Человечество только начинает понимать невероятный потенциал таких проектов и создавать для этого технологии. Существует более 1500 астероидов, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли. До них не сложно добраться, а небольшая сила тяжести этих небесных тел существенно облегчает посадку и взлет.