Все сокровища Вселенной — Naked Science
16.11.2017
27 минут
Редакция
631

Все сокровища Вселенной

Не так давно глава компании Planetary Resources Крис Левицки пообещал, что уже в 2020-х годах человечество впервые получит ценные минеральные ресурсы за пределами Земли. Naked Science разбирался, кто, что и на каких основаниях будет добывать в космосе.

1447665729_vjyapql

Коммерциализация космоса началась еще на заре полетов на околоземную орбиту: первый коммерческий спутник Telstar 1 был запущен в 1962 г. и обеспечил передачу телевизионного сигнала, факсов, телефонную и телеграфную связь в интересах клиентов компаний AT&T и Bell Telephone. 

 

Сегодня аппараты, работающие в ближнем космосе, приносят уже миллиардные прибыли, поставляя фотоснимки и данные геолокации, навигационные и телекоммуникационные услуги. К финишу близится целый ряд проектов по созданию туристической отрасли, которая позволит каждому, кто готов раскошелиться, незабываемый опыт суборбитальных и даже орбитальных полетов. Но все-таки, когда мы говорим о богатствах Вселенной, мы имеем в виду нечто куда более серьезное. 

 

Первое упоминание разработки минеральных ресурсов в научной фантастике относят к 1898 г., когда был опубликован рассказ Гарретта Сервиса «Эдисон завоевывает Марс». В 1979 г. в культовом фильме «Чужой» экипаж Nostromo занимается этим уже всерьез: по сюжету космический корабль буксирует к Земле 20 млн тонн собранной на астероиде руды. Разработка этих ресурсов знакома и поклонникам компьютерных игр, широко используясь, например, в EVE Online.

 

Серебро и золото, палладий и платина, иридий и вольфрам, никель и молибден – астероиды, посещающие околоземное пространство, содержат колоссальные количества редких металлов, потребность в которых с развитием промышленности только увеличивается, а цены на мировых рынках неизменно растут. Их разработку можно вести на месте, нагнав космическое тело в полете, а можно предварительно отбуксировать астероид поближе и без лишней спешки работать уже в непосредственной близости от Земли. 

 

Часть этих ресурсов может использоваться для обеспечения нужд долговременных космических миссий, а часть пригодится и для «земной» промышленности. Если использовать их в строительстве космических станций, цена таких проектов упадет в разы, ведь на орбиту не надо будет выводить тонны конструкционных материалов. Астероиды могут стать бесценным источником минеральных веществ, необходимых и сельскому хозяйству. Речь идет прежде всего о фосфоре. 

 

Отдельный интерес представляют ледяные небесные тела – и кометы, и их выродившиеся ядра, которые могут служить отличным источником воды. Для любых пилотируемых миссий, не говоря уже о перспективных обитаемых базах на Луне и Марсе, это ключевой ресурс, способный обеспечить их не только необходимой влагой, но и кислородом, и даже кислородно-водородным топливом для реактивных двигателей.

 

Небесные копи

 

По современным представлениям, астероиды являются чем-то вроде строительного мусора, оставшегося со времен формирования Солнца и его планет. Львиная доля протопланетного вещества вошла в состав крупных тел Солнечной системы, однако повсюду остались разбросанные фрагменты, сохраняющиеся уже около 6 млрд лет. Многие из них заполняют главный пояс астероидов, вращаясь вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Другие попали в «гравитационные ловушки» больших тел и сопровождают их в движении – такие троянские астероиды известны у Юпитера, Марса, Урана, Нептуна и даже Земли. 

 

В 2005 г. японский зонд Hayabusa сблизился с околоземным астероидом Итокава и, хотя некоторые маневры прошли неудачно, в результате нескольких попыток забрал пробы его грунта устройством, напоминающим небольшой пылесос. История Hayabusa оказалась полной опасностей: в ходе работы он повредил один из двигателей, пережил несколько серьезных сбоев бортового компьютера и солнечных батарей. Однако героический аппарат преодолел все и в 2010 г. вернулся к Земле, сбросив капсулу с ценным грузом, а ученые впервые получили возможность напрямую изучить состав настоящего астероида. В 2014 г. следом за ним в космос отправилась миссия Hayabusa-2, которая через четыре года полета сблизится с астероидом 1999 JU3 и в 2020 г. должна доставить образцы его грунта.

 

Наконец, тысячи и тысячи движутся по более сложным, часто сильно вытянутым траекториям, то подбираясь ближе к Солнцу, то удаляясь от него на огромные расстояния. Некоторые из них в этом полете сближаются с Землей, а иногда и сталкиваются с ней, представляя одну из самых серьезных угроз жизни на планете. Впрочем, такое случается нечасто, а моменты относительно близких пролетов дают отличные шансы на то, чтобы поймать какое-нибудь ценное небесное тело. 

 

 

К сожалению, настоящую ценность представляют далеко не все астероиды. Пилотируемых миссий к ним пока не проводилось, но мы неплохо знаем их состав благодаря спектрографическим исследованиям, во время которых ученые изучают спектр излучения, отраженного поверхностью астероидов, и, в зависимости от набора поглощенных и отраженных частот, делают выводы о присутствующих в нем веществах. Таким способом в них были обнаружены те же редкоземельные и благородные металлы, а также железо-никелевая руда. Не самый крупный астероид может содержать ее столько, что этого хватит для обеспечения всей тяжелой промышленности мира на год-другой. 

 

В зависимости от спектрального класса астероиды относят к углеродным (С-группа), кремниевым (S-группа) или железным (Х-группа) – именно эти элементы составляют их основу. Однако других примесей обнаруживается предостаточно, и корпорациям, которые заинтересованы не только в льде или железе, здесь найдется чем поживиться. По грубой оценке, данной экспертами NASA, если пересчитать стоимость ресурсов, скрытых в поясе астероидов, по текущему рыночному курсу она превысит 500 квинтиллионов (!) долларов. А по словам известного «проповедника» освоения этих ресурсов Джона Льюиса, средний железный астероид диаметром 1 км может содержать 30 млн тонн никеля, 1,5 млн тонн кобальта и 7500 тонн платины. Цена только последнего из этих металлов превышает 150 млрд долларов – просто дух захватывает!

 

Горняки на орбите

 

В самом деле, такие громадные ресурсы легко покроют любые затраты на организацию «горнодобывающей» космической миссии. Ведь даже 400-метровая Международная космическая станция, которая считается самым дорогим научно-технологическим проектом в истории, обошлась всего-то в несколько десятков миллиардов долларов. Примерно на том же уровне оцениваются затраты и на международный токамак ИТЭР. Организация постоянной обитаемой базы на Марсе будет заметно дороже, а если мы столкнемся с необходимостью регулярно поднимать с Земли, выводить на орбиту и спускать на Марс тонны и тонны материалов, припасов и воды, цена может взлететь до небес уже в фигуральном смысле. 

 

 

Впрочем, если мы намерены добывать руду непосредственно на астероиде, обеспечивать придется и «горняков», работающих здесь. Зато при почти полном отсутствии гравитации они смогут орудовать такими объемами материала, какие не всегда под силу и земным экскаваторам. С другой стороны, это представляет отдельную и трудную проблему любых подобных проектов, ведь и роботам, и машинам, и людям придется каким-то образом крепиться к поверхности астероида, чтобы не быть унесенными прочь. 

 

Не упрощает дело и собственное вращение таких тел: возможно, что прежде чем организовывать здесь горнодобывающее предприятие, на поверхности астероида придется устанавливать ракетные двигатели, которые смогут остановить это кручение. Все это, конечно, звучит довольно фантастически, но многие аспекты космических рудников, где велась бы разработка и первичная переработка минеральных ресурсов, можно оценить вполне обоснованно и реалистично на основе знания современных технологий. 

 

Энергообеспечение, скорее всего, придется организовывать, полагаясь на солнечные батареи. Предприятие необязательно должно требовать человеческого присутствия: с куда большей вероятностью все заботы возьмут на себя роботы. Это и безопаснее, и проще в плане обеспечения копей необходимыми ресурсами. Добыча будет вестись открытыми методами – бурить шахты в крошечных небесных телах никакой нужды нет. Более эффективные варианты включают в себя извлечение рудной крошки с помощью мощных магнитов или испарением астероидного грунта.

 

По мнению уже знакомого нам Джона Льюиса, руда будет загружаться в закрытые (чтобы не разлеталась) конвейеры и подаваться на переработку или напрямую в транспортные модули, которые затем смогут забирать регулярно прибывающие грузовые корабли. Наконец, необходимо предусмотреть варианты эвакуации с поверхности астероида: как только ценные ресурсы закончатся, предприятие в идеале должно собираться и перемещаться на новое место работы.

 

Астероидные капиталисты

 

В апреле 2012 г. небольшая, но исключительно весомая группа, включающая сооснователей Google Ларри Пейджа и Эрика Шмидта, режиссера и продюсера Джеймса Кэмерона, а также нескольких не столь знаменитых миллиардеров, объявила о создании первой в истории человечества компании, целью которой является разработка ресурсов космоса. Руководство Planetary Resources взяли на себя известные предприниматели Эрик Андерсон и Питер Диамандис. Прежде первый из них руководил компанией, которая осуществляла туристические полеты на МКС, а второй стал основателем «аэрокосмического» фонда X Prize. 

 

 

Первой задачей, заявленной Planetary Resources, является создание на околоземной орбите коммерческой заправочной станции, которая сможет обеспечить всех желающих водой, а также получаемыми из нее кислородом и водородом. Источником воды должно стать подходящее небесное тело, которое можно отбуксировать к месту работы. В компании пообещали, что «заправка» заработает уже в 2020 г., хотя специалисты встретили эти заявления с изрядной долей скептицизма. 

 

 

Между тем на пятки Planetary Resources наступают конкуренты. Создатель компании Deep Space Industries Дэвид Гамп обещал начать поиски подходящего астероида в 2017–2018 гг. и начать его разработку в 2023-м, хотя пока об успехах хотя бы первой части плана ничего не слышно. Проще собираются поступить в компании Kepler Energy and Space Engineering (KESE): опираясь на решения и технологии, апробированные зондом Hayabusa и «кометными» миссиями Rosetta и Dawn, разработчики планируют создать сравнительно простой модуль, который добудет порядка 40 тонн ценной руды и доставит ее на Землю. 

 

 

Интересуются подобными проектами и NASA, и действующий при агентстве Институт перспективных проектов (NIAC), который прорабатывает концептуальные возможности «горнодобычи» в космосе. Как видим, все эти проекты в основном американские. США продолжают лидировать в космосе, но значит ли это, что они имеют на него эксклюзивные экономические права?

 

Космическое право

 

В 2015 г. американская Палата представителей одобрила новый «космический акт», который официально разрешает гражданам США проводить коммерческую разведку и эксплуатацию космических ресурсов, включая водные и минеральные. В июле того же года постановление прошло через сенат, а в конце ноября подпись под ним поставил президент Барак Обама. И хотя в документе подчеркивается, что тем самым США не претендуют на распространение своей юрисдикции на иные космические тела, шуму во всем мире поднялось немало. 

 

В самом деле, до сих пор космос остается во многом неосвоенным юриспруденцией пространством. Действующие здесь правовые нормы определяются прежде всего международным Договором о космосе, который был принят в 1967 г. и к настоящему моменту ратифицирован в 98 странах мира. По сути и духу своему этот документ восходит к традиционному морскому праву, точнее говоря, к тому его разделу, который определяет отношения между судами и их командами при нахождении в нейтральных водах. 

 

Положения Договора о космосе были дополнены провозглашенным ООН в 1979 г. Соглашением о деятельности государств на Луне и других небесных телах. Документ распространил действие международного права на Луну и все прочие космические тела, за исключением Земли, и назвал их всеобщим достоянием человечества. В нем объявляются принципы исключительно мирного их использования, равные права на изучение и освоение и невозможность распространения суверенитета какой-либо страны на эти объекты. Соглашение получилось замечательное, за исключением одного поучительного нюанса: ратифицировали его лишь около полутора десятков стран. В этот список вошли Австралия, Мексика и Филиппины, но при этом в нем нет ни одной по-настоящему мощной космической державы.

 

Проще говоря, любой корабль (будь то морской или космический) должен нести флаг какой-либо страны, и все, происходящее на его борту, относится к ее юрисдикции, и никто не может иметь никаких исключительных прав на ресурсы нейтральных вод. При том, что многие космические проекты реализуются совместно, это приводит к забавным казусам. 

 

Так, некоторое время назад США, взяв на себя основные финансовые заботы по возведению МКС, пытались установить на станции свои законы, наткнувшись на категорическое «нет» всех остальных участников концессии, включая Россию. «Было решено, что каждое государство обладает правом на те модули, которые им возведены, – объясняет крупный юрист, специалист по морскому и воздушному праву Франц Фон дер Данк. – Так что, по сути, на МКС мы имеем кусочек Европы, присоединенный к части Японии, и так далее». В результате многие юридические вопросы приходится решать в индивидуальном порядке. 

 

Впоследствии многие моменты Договора о космосе дополнялись в ходе работы действующего при ООН международного Комитета по использованию космического пространства в мирных целях. Под эгидой организации в конце 1960-х и 1970-х гг. были приняты соглашения о спасении и возвращении космонавтов и космических объектов, а также конвенции по возмещению ущерба, причиненного космическими объектами, и о международной регистрации их запусков. 

 

Как видим, несмотря на более чем полувековую историю космонавтики, правовая сторона вопроса до сих совершенно не проработана. Полностью неохваченными остаются целые области юриспруденции, включая трудовое, коммерческое и, тем более, уголовное право. Чье патентное право распространяется на разработки и открытия, совершенные международными командами на орбите? Кто будет отвечать, если один член такой команды побьет другого? А самое главное, кто и почему имеет право на извлечение миллиардных прибылей из космических тел? Обо всем этом придется договариваться наравне с проработкой технической стороны вопроса «горнодобычи» на астероидах. И вряд ли это окажется проще создания роботов и космических кораблей. 

 

Позавчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: