Майнинг астероидов: ключевые миссии (Часть 2/3)

Учёные сделали расчёт, какие астероиды из Главного пояса реалистичнее всего доставить на Марс и Фобос для разработки, по показателю требуемого изменения скорости delta-v (?v)(км/с), как результат решения задачи Ламберта. Значение ?v также наглядно демонстрирует, что доставка к Земле требует гораздо больше энергии, чем к Фобосу. В вышеупомянутом каталоге Asterank указана ?v для каждого астероида.

Орбита 16 Psyche, источник (см. фото 1)

Учёные уверены, что их код для расчёта доставки астероидов PARC (Python Asteroid Rendezvous Code) станет активно использоваться в коммерческой космонавтике 2050?2070 гг.

AstroForge DeepSpace-2

Идея майнинга астероидов приобрела популярность в начале 2010-х. В 2012 году несколько миллиардеров основали компанию Planetary Resources с целью добычи воды из астероидов и продажи её в качестве топлива на космических топливных складах. Через год другая группа инвесторов основала Deep Space Industries для добычи редких металлов. Казалось, что наступила эпоха космического майнинга, но к 2019 году обе фирмы прекратили существование.

Но идея жива. В 2022 году на арену вышел новый игрок — компания AstroForge, которая планирует добычу платины. Астероид диаметром 30 м может содержать платины на $25?50 млрд.

Миссии Hayabusa2 и OSIRIS-REx показали, что добыча материала из астероида технически осуществима. Так что добыть немного платины и вернуть аппарат на Землю — вполне реальная цель. AstroForge стремится снизить стоимость такой миссии, чтобы она стала рентабельной. Килограмм платины сейчас стоит на рынке Земли примерно $52 тыс.

В отличие от предшественников, AstroForge планирует использовать уже существующие коммерческие космические технологии, а не разрабатывать собственные ракеты.

Космический корабль DeepSpace-2 (см. фото 2)

На конец 2026 года запланирована миссия DeepSpace-2 — отправка небольшого космического аппарата массой 200 кг к астероиду для его изучения, включая минеральный состав.

Колонизация пояса астероидов

Некоторые фантасты рассматривают крупнейшие астероиды в Главном поясе как потенциальную цель для колонизации. По оценке специалистов НАСА, в главном поясе 1018 метрических тонн общего материала, чего хватит для строительства обитаемых зон в 3000 поверхностей Земли.

Основная идея — экономическая. Некоторые астероиды настолько велики, что их проще разрабатывать на месте, а не транспортировать куда-то на орбиту. Непосредственно на поверхности астероида можно построить шахты и заводы. Ну и вторая идея — долгосрочное выживание человеческого вида. Чем больше у человечества колоний в космосе, тем выше шансы на выживание. Очевидно, что в перспективе на миллионы лет однопланетный вид не выживет.

Из препятствий называют дальнее расстояние для транспортировки добытых ископаемых, температуру, радиацию, отсутствие гравитации, психологические проблемы у людей, вред для окружающей среды. Строительство колонии на астероиде гораздо сложнее, чем на Марсе.

Самый крупный астероид в главном поясе — Церера, который при диаметре около 940 км вполне может считаться карликовой планетой. Следующие — Паллада и Веста, обе диаметром около 520 км.

См. также список выдающихся астероидов в Википедии (см. фото 3)

От 1,1 до 1,9 млн астероидов в Главном поясе имеют диаметр более 1 км. Приблизительно 8% из них по составу схожи с 16 Psyche.

Если поделить стоимость всех минералов Главного пояса на всех, то на каждого жителя Земли придётся по 100 миллиардов долларов. Хотя понятно, что это условная оценка. Грубо говоря, если на Землю спустить миллионы тонн золота, то металл перестанет быть редким, и его рыночная цена снизится на два порядка, а вместо $100 млрд на каждого землянина придётся жалкий миллиард.

Роботы для майнинга

Например, компания OffWorld разрабатывает миниатюрных роботов с коллективным интеллектом, по образцу муравейника или роя. Такое роботы полезные везде — в шахтах, строительстве, на конвейере, в космосе. Они изначально разработаны для экстремальных условий окружающей среды.

Пока что эти роботы проходят испытания на Земле, но примерно такие устройства можно использовать на Луне и Марсе для добычи полезных ископаемых.

Космическая пыль

Персеиды 12 августа 2026 года, источник (см. фото 4)

Ежегодно на Землю падает 5200 тонн микрометеоритов размером до 700 мкм (0,7 мм), в том числе персеиды в августе. Это крупнейший источник внеземного материала на Земле.

Вообще, в земной атмосфере циркулирует 17 млн тонн крупной минеральной пыли (?5 мкм), которая серьёзно влияет на климат. Крупные пылинки из Сахары долетают до Карибского бассейна, что раньше считалось физически невозможным.

Чтобы найти космическую пыль, нужно максимально удалиться от источников такого фонового «загрязнения».

20% земных микрометеоритов — это отколовшиеся кусочки астероидов, таких как 4Vesta (слева), а 80% — фрагменты комет, как 1P/Halley (справа), фото NASA/JPL-Caltech и ESA/MPAe Lindau (см. фото 5)

За космической пылью ведётся охота. Учёные ставят специальные ловушки для пыли в удалённых районах планеты, а затем анализируют её состав.

Пылевая ловушка на атолле Кваджалейн, в 1600 км от ближайшего континента (см. фото 6)

Иногда им везёт. Группа исследователей из Франции, США и Великобритании в шести экспедициях за 20 лет наблюдений идентифицировали в общей сложности 1280 нерасплавленных микрометеоритов и 808 космогенных сферул (расплавленных камней) массой менее 350 мкг.

Сферула под электронным микроскопом, источник (см. фото 7)

Зная скорость накопления снега, учёные рассчитали среднее количество выпадающей космической пыли ежегодно: 1600 тонн микрометеоритов и 3600 тонн космических сферул. В сумме 5200 тонн.