Астероиды вылетели в трубу

К началу 2019 года две частные космические компании, собиравшиеся добывать полезные ископаемые на астероидах (asteroid mining), прошли через процедуру поглощения и перестали существовать как самостоятельные бизнес-единицы. Первая появилась в 2012 году, на фоне космического оптимизма и надежд, когда марсоход «Кьюриосити» совершил беспрецедентную посадку на Марсе, а к Международной космической станции отправился первый частный грузовой космический корабль Dragon. Вторая возникла годом позже и обещала наладить переработку астероидного вещества прямо в космосе. Казалось, будущее из фантастических блокбастеров Голливуда вот-вот наступит. Почему этого не случилось и какие причины заставили космических старателей отложить свои планы не неопределенное будущее, N + 1 рассказал блогер и популяризатор космонавтики Виталий «Зеленый Кот» Егоров.

Planetary Resources

Planetary Resources объявила о своих амбициозных целях в апреле 2012 года, и ее поддержал ряд инвесторов, включая российский фонд I2BF Global Ventures. Компания намеревалась в долговременной перспективе осваивать космические полезные ископаемые, чьи запасы на Земле ограничены, а востребованность — высока. Речь шла, прежде всего, о редкоземельных металлах, концентрация которых в металлических астероидах выше, чем в земной руде.

Создатели компании наметили первый промежуточный этап — разработку, производство и запуск малых космических телескопов для поиска наиболее перспективных, с экономической точки зрения, астероидов.

Для облегчения финансового бремени и дополнительного пиара своего проекта основатели Planetary Resources запустили краудфандинговую кампанию на Kickstarter. Деньги собирали на запуск первого прототипа серии телескопов Arkyd 100. В качестве дополнительной полезной нагрузки на телескопе планировалось разместить селфи-камеру и ЖК-монитор для выведения на него спонсорских изображений.

Краудфандинговая кампания прошла успешно — было собрано полтора миллиона долларов от 17 тысяч спонсоров. Поручителями компании выступили сооснователь Google Ларри Пейдж и известный режиссер Джеймс Кэмерон. Эксцентричный бизнесмен Ричард Брэнсон спонсировал в проект 100 тысяч долларов. Гендиректор и сооснователь Planetary Resources Крис Левицки — бывший инженер NASA, участвовавший в работе над марсоходом «Оппортьюнити», — излучал уверенность в успехе проекта. Однако с разработкой телескопа что-то не ладилось, запуск постоянно откладывался.

Взамен в 2014 году компания анонсировала запуск наноспутника в стандарте CubeSat 3U для испытания ряда электронных систем будущего телескопа. Спутник готовили к старту с борта МКС, куда его должен был доставить грузовой корабль Cygnus. Но и тут не повезло — во время старта космического грузовика взорвалась ракета Antares, в которой подвел ракетный двигатель AJ-26, бывший советский НК-33.

Повторить запуск первого спутника Planetary Resources удалось лишь через год. Судя по отсутствию новостей после его выхода на орбиту, проект потерпел неудачу. После этого компания сразу занялась созданием еще одного аппарата, в два раза больше прежнего, в стандарте CubeSat 6U. В космос аппарат отправился только в 2018 году.

Ожидалось, что на новом спутнике пройдет испытание части полезной нагрузки обещанного телескопа: инфракрасного сенсора, ЖК-экрана и «селфи-палки» — раскрываемого крепления с видеокамерой. Но ближе к старту возможности автопортретирования из описания спутника исчезли — то ли разработчики просто не уложились к запуску, то ли отказались от самой идеи.

В мае 2016 года компания Planetary Resources привлекла еще 21,1 миллиона долларов инвестиций для разработки спутниковой группировки гиперспектрального зондирования поверхности Земли. Спутники объявленной системы Ceres базировались на прежних разработках космического телескопа, но теперь он должен был смотреть не «вверх», а вниз. Разработчики объяснили изменение стратегии тем, что Земля — это тоже космическое тело и на ней можно отработать технологии поиска полезных ископаемых в космосе.

При этом основатели компании отказались от телескопа, обещанного на Kickstarter, и выразили готовность вернуть взносы спонсорам. Спустя пару лет компания по-тихому удалила с сайта раздел, посвященный околоземному проекту Ceres, и вернулась к идеям охоты за астероидами.

Проект заправщика от Deep Space Industries

DSI

Deep Space Industries

Примерно годом позже, чем Planetary Resources, в 2013 году, появилась еще одна компания с «астероидными» амбициями — Deep Space Industries. В ее презентация содержалось описание космических аппаратов разной сложности и назначения, от малых разведчиков в формате CubeSat и более крупных зондов-охотников за небольшими фрагментами астероидов до гигантских транспортеров, фабрик и космических заправочных станций, которые сейчас можно увидеть только в компьютерных играх про освоение космоса в далеком будущем.

Основатели DSI подчеркивали, что, в отличие от своего конкурента, основной свой рынок видят не на Земле, а в космосе. Добытый материал предполагалось на месте перерабатывать в топливо или строительные конструкции. С этой целью компания занялась разработкой 3D-принтера для печати изделий в условиях невесомости.

Развитие компании DSI также не очень совпадало с первоначально намеченными планами. Через пару лет заявленный проект по созданию 3D-принтера исчез с сайта компании и из всех упоминаний в официальных пресс-релизах. На его месте появились небольшие контракты от NASA на разработку имитаторов астероидного реголита для наземных испытаний и создание технологии получения топлива из космического материала.

Осознав, что добыча воды для космических заправщиков не будет рентабельна, пока все космические аппараты летают на гидразине или ксеноне, DSI переключилась на разработку двигателя Comet на водяной тяге. Компания также принимала сторонние заказы на разработку и изготовление малых космических аппаратов, так и не изготовив ни одного своего.

Кризис в отрасли

В итоге, хотя общий информационный фон вокруг погони за астероидами был благоприятным, Planetary Resources и DSI не смогли привлечь значительные инвестиции и контракты для своих амбициозных целей, и конкурентов на этом поле у них тоже не появилось. Обе компании, наверное, прекратили бы свое существование и раньше, но дополнительный импульс им придали космические амбиции Люксембурга.

Эта небольшая страна сегодня занимает немалую долю мирового рынка космической коммуникации благодаря успеху компании SES — одному из самых крупных операторов телекоммуникационных спутников. SES появилась еще 80-е годы при участии правительства Люксембурга, и в XXI веке это государство решило повторить успех, вложившись в потенциально перспективный рынок.

В 2016 году власти Люксембурга объявили, что готовы вложить до 220 миллионов долларов в бизнес по добыче полезных ископаемых в космосе. Получателями этих денег могли стать как национальные, так и зарубежные компании, если они откроют свои представительства в стране. Planetary Resources и DSI поспешили открыть европейские филиалы и получили средства, позволившие им продержаться еще пару лет.

Но и это не помогло. В конце октября 2018 года компания ConsenSys, занятая разработкой программного обеспечения для блокчейна, поглотила Planetary Resources.

Deep Space Industries ждала та же судьба двумя месяцами позже — ее приобрела компания Bradford Space, занимающаяся в Европе разработкой двигательных систем для малых космических аппаратов. Видимо, наработки DSI по водяному двигателю, а также кадровый состав и американские клиенты фирмы для реального бизнеса оказались привлекательнее громких проектов с переработкой астероидов.

Впрочем, Bradford Space не отказалась полностью от астероидных проектов, но отложила их на дальнюю перспективу.

Кстати, все это время в NASA также подчеркивали важность коммерческого освоения астероидных ресурсов и развивали собственные проекты по изучению и добыче материала. С этой целью космическое агентство даже проводило небольшие конкурсы для малых коммерческих компаний и объявляло сложные исследовательские миссии к астероидам OSIRIS-REx, Psyche, Lucy.

Правда, полеты к астероидам NASA предпочитало доверять проверенным подрядчикам — Lockheed Martin и Space Systems/Loral. Само NASA в те годы вынашивало амбициозный проект Asteroid Redirect Mission, куда входил беспилотный захват астероида размером несколько метров, транспортировка его к Луне и пилотируемое посещение.

Радарное изображение астероида 2004 BL86 и его луны

NASA/JPL-Caltech

Почему астероиды — это сложно

Астероид — это малое космическое тело естественного происхождения, от нескольких метров до сотен километров в поперечнике, преимущественного каменного или металлического состава, что отличает его от комет, где главный материал — лед. Ледяные тела Солнечной системы, в основном, находятся далеко от Солнца — за Марсом и дальше, поэтому, стартуя с Земли, проще добраться до астероидов.

Б?льшая часть астероидов вращается в Главном поясе, между орбитами Марса и Юпитера, но немалая часть имеет орбиты, близкие к земной или даже пересекающие ее. Относительно близкие к Земле или сближающиеся с ней астероиды называют околоземными, а пересекающие орбиту нашей планеты считаются потенциально опасными. Зато и добраться до таких астероидов при помощи космических аппаратов значительно проще. До некоторых астероидов можно долететь, затратив на это топлива меньше, чем на полет до Луны.

Состав астероидов также различается — ученые разделяют их по спектральным классам, определенным с Земли. Основных типов астероидов три: каменные, железо-каменные и металлические (железные). Наиболее богаты на различные металлы, включая редкоземельные и платину, металлические, представляющие собой обломки ядер первых протопланет, сформированных и разрушенных во взаимных столкновениях на заре Солнечной системы.

В некоторых подвидах каменных астероидов углерода и летучих соединений, в том числе воды, больше, чем других составляющих, что роднит их с кометами.

Любой космический старатель, отправляясь на охоту за астероидами, должен выбрать цель по нескольким признакам.

• Спектральный класс — чтобы знать, какие полезные ископаемые там можно найти (на металлический астероид бесполезно лететь с системой для добычи воды).
• Разница между орбитальными скоростями астероида и Земли — чтобы знать, сколько топлива придется использовать для полета туда и обратно. Разница в скорости между Землей и пролетающими околоземными астероидами начинается примерно с 0,5 километра в секунду. В этом случае для достижения астероида и возвращения на Землю космическому аппарату потребуется запас суммарной характеристической скорости 1 километр в секунду. Для сравнения, для посадки на Луну требуется запас 3,5 километра в секунду. Сэкономить топливо можно с помощью гравитационных маневров, но они потребуют оптимальной траектории и могут значительно увеличить время полета.
• Наклонение орбиты астероида — опять же, для расчета необходимого топлива. Земля и астероиды вращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости, но даже небольшая разница в наклонении орбит потребует существенных затрат топлива. Так, для изменения плоскости орбиты космического аппарата на один градус требуется характеристическая скорость примерно 0,5 километра в секунду, а некоторые астероиды вращаются под углом до 20 градусов к плоскости орбиты Земли.

В результате всего несколько десятков астероидов соответствуют условиям, позволяющим относительно просто и недорого добраться до них, извлечь полезные ископаемые и вернуться с ними на Землю. Но даже в этом случае каждый килограмм добытых ресурсов обойдется в десятки, а то и сотни миллионов долларов.

Все эти сложности, связанные с полетами к астероидам, а также запредельная стоимость добытого вещества, даже если все намеченные проекты обернутся успехом, стали главными причинами, из-за которых бизнес не проявляет большого интереса к проектам Planetary Resources и DSI.

Кроме технических и экономических проблем на пути освоения космических ресурсов стоит еще и юридическое препятствие — неопределенность формы собственности на космическое вещество, добытое негосударственными старателями. США и Люксембург изменили свое национальное законодательство с целью легализации добытых космических ресурсов. Но рассмотрение этого вопроса на уровне ООН оказалось блокировано частью стран, включая Россию.

Так юридические препятствия, вместе с техническими и экономическими проблемами, практически перечеркнули или отложили на десятилетия коммерческое освоение космических ресурсов.

Виталий Егоров

Источник: nplus1.ru