Минната индустрия излиза извън пределите на Земята.
Подобно на Земята, планетарните тела като Луната, Марс, астероиди и комети съдържат значителни находища на ценни ресурси. Това привлича вниманието както на изследователите, така и на индустрията, с надеждата един ден да ги изкопаят, за да подкрепят космическата икономика.
Но създаването на всякакъв вид минна индустрия извън Земята ще е значителен подвиг.
Използване на ресурсите на мястото
Когато мислите за добив извън Земята, може да си представите как извличате материали от различни тела в космоса и ги връщате обратно на Земята. Но това едва ли ще бъде първият търговски жизнеспособен процес. Ако искаме да установим постоянно човешко присъствие на Луната, както предлага НАСА, ще трябва да снабдим астронавтите, живеещи там с жизнено важни ресурси.
В същото време ресурсите са изключително скъпи за изстрелване от Земята. През 2018 г. струваше приблизително 2720 долара за изстрелване на един килограм материал в ниска околоземна орбита чрез Falcon 9 на SpaceX и повече за изстрелването му по-високо или към Луната. Така че вероятно материалите, добивани в космоса, ще бъдат използвани в космоса, за да се спестят тези разходи.
Събирането на необходимите материали на място, се нарича „използване на ресурсите на мястото“. То може да включва всичко – от копаене на лед до събиране на почва за изграждане на структури. В момента НАСА проучва възможността за изграждане на сгради на Луната с 3D печат.
Добивът в космоса също може да трансформира сателитното управление. Сегашната практика е спътниците да се извеждат от орбита след 10-20 години, когато им свърши гориво. Една възвишена цел на космическите компании като Orbit Fab е да проектират тип спътник, който може да се зарежда с гориво, събрано в космоса.
Дори за спътници в ниска околоземна орбита енергията, необходима за достигане до тях от Луната, е по-малка от тази, необходима за достигане до тях от Земята.
Какви съкровища крие космоса?
Когато става въпрос за възможности за добив извън Земята, има няколко ресурса, които са едновременно изобилни и ценни. Някои астероиди съдържат огромни количества желязо, никел, злато и метали от групата на платината, които могат да се използват в строителството и електрониката.
Лунният реголит (скала и почва) съдържа хелий-3, който може да се превърне в ценен ресурс в бъдеще, ако ядреният синтез стане жизнеспособен и широко разпространен. Британската компания Metalysis разработи процес, който може да извлече кислород от лунния реголит.
Очаква се да съществува лед на повърхността на Луната, в постоянно засенчени кратери близо до полюсите. Също така се смята, че има лед под повърхността на Марс, астероиди и комети. Това може да се използва за поддържане на живота или да се разгради на кислород и водород и да се използва като пропелант.
Как ще копаем в космоса?
Някои предложения за добив извън Земята са подобни на добива на Земята. Например бихме могли да копаем лунен реголит с багер с ролкови колела или да копаем астероид с помощта на машина за пробиване на тунели.
Други предложения са далеч по-непознати и интересни – като например използването на подобна на вакуум машина за изтегляне на реголит нагоре по тръба (която има ограничена употреба при разкопки на Земята).
Изследователи от Университета на Нов Южен Уелс в Сидни и Австралийския национален университет предлагат използването на биодобив. При това бактериите, въведени в астероид, ще консумират определени минерали и ще произвеждат газ, който след това може да бъде събран от сонда.
Огромните предизвикателства
Има много технически и икономически предизвикателства пред осъществяването на тази идея.
Доставянето на оборудване за копаене в космоса е изключително скъпо. Добивните операции трябва да бъдат възможно най-леки, за да бъдат рентабилни (или дори осъществими).
Освен това, колкото по-далече е нещо от Земята, толкова повече време е необходимо, за да се достигне. Има забавяне до 40 минути при изпращане на команда до марсоход и установяване дали е била успешна. Луната има само 2,7-секундно забавяне на комуникациите и там копаенето от разстояние може да бъде по-лесно.
Добивът извън Земята ще трябва да бъде предимно автоматизиран или дистанционно контролиран, като се имат предвид допълнителните предизвикателства при изпращането на хора в космоса – като нужда от поддържане на живота, избягване на радиация и допълнителни разходи за стартиране.
Въпреки това, дори системите за добив на Земята все още не са напълно автоматизирани. Роботиката ще трябва да се подобри, преди да можем да копаем на астероиди.
Въпреки че космическите кораби са кацали на астероиди няколко пъти и дори са извличали проби – които са върнати на Земята, по време на мисиите Hayabusa 1 и 2, общият процент на успех за кацане на астероиди и комети е нисък.
През 2014 г. спускаемият апарат Philae, изпратен до кометата 67P/Чурюмов/Герасименко, се строполи в канавка по време на неуспешен опит за кацане.
Има и екологични съображения. Добивът в космоса може да помогне за намаляване на необходимото количество копаене на Земята. Но това е, ако добивът извън Земята води до по-малко, а не повече изстрелвания на ракети или ако ресурсите се връщат и използват на Земята. Въпреки че събирането на ресурси в космоса може да означава да не се налага да ги изстрелвате от Земята, повече изстрелвания може неизбежно да се осъществят с нарастването на космическата икономика.
След това възниква въпросът дали предложените техники за копаене ще работят в космоса. Различните планетарни тела имат различни атмосфери (или никакви), гравитация, геология и електростатична среда (например, те могат да имат електрически заредена почва поради частици от Слънцето).
Как тези условия ще повлияят на операциите извън Земята все още до голяма степен не е известно.
Процесът е в ход
Въпреки че все още е в началото си, редица компании в момента разработват технологии за добив извън Земята, изследване на космически ресурси и за други приложения в космоса.
Canadian Space Mining Corporation разработва инфраструктура, необходима за поддържане на живота в космоса, включително кислородни генератори и други машини.
Базираната в САЩ компания OffWorld разработва индустриални роботи за операции на Земята, Луната, астероидите и Марс. А Asteroid Mining Corporation работи за създаване на пазар за космически ресурси.
Източник: The Conversation
