Разработка астероидов может казаться вам темой из научной фантастики, но над воплощением её в жизнь уже работает несколько компаний и правительств. И это неудивительно — по сравнению с удивительными мостами, которые строят инженеры на Земле, добыча ископаемых из астероидов кажется простой и небольшой операцией, не требующей передовых технологий. Если чего и не хватает, так это воображения, способного подсказать, насколько эта деятельность стала возможной. Боюсь лишь, что она не начнётся достаточно быстро для того, чтобы помочь миру справиться с уже существующими трудностями, связанными с ресурсами.

Я, как научный исследователь, работаю с несколькими компаниями по разработке астероидов, подчиняясь срочности этой задачи. Я завишу от их финансирования, поэтому у меня есть производственные секреты, которыми я не смогу поделиться. Однако я могу раскрыть основные причины моего оптимизма касательно разработки астероидов как бизнеса, и рассказать о том, что он будет означать для нас в будущем.

Многие люди скептически относятся к разработке астероидов, поскольку они представляют себе конечную цель этого процесса в виде доставки платины обратно на Землю для продажи на рынке металлов. Журналисты постоянно цитируют неумолимую статистику, указывающую, что платина, добытая на астероиде, может стоить триллионы долларов США, и любой человек, знакомый с экономикой, поймёт, что если вы вернётесь домой с огромным количеством драгоценного металла, вы обвалите рынок и уменьшите ценность астероида.

С другой стороны, если вы планируете добывать платину по чуть-чуть, чтобы поддерживать её стоимость высокой (как это происходит в алмазной индустрии), то как компании, занимающиеся астероидами, смогут соревноваться с наземными добывающими компаниями, получающими преимущества от сформировавшейся наземной цепочки поставок и транспортных сетей?

Именно поэтому при разработке астероидов не рассматривают платину. Вместо этого первым продуктом, добываемым на астероидах, станет нечто, чья ценность совсем не так очевидна: вода.

Для специалистов по ракетам вода — сырьё для ракетного топлива. На запуск в космос воды с Земли уходит много топлива, из-за чего эта концепция обесценивает саму себя. К счастью, в космосе полно воды, и гораздо легче перемещать её с места на место. Воду можно быстро извлекать из глинистых минералов распространённого класса мелких объектов, известных, как астероиды класса C, или углеродистые. Воду, отделённую от минералов, можно расщепить при помощи электричества (в процессе электролиза) на водород и кислород, и пустить их на ключевые ингредиенты ракетного топлива.

Использование полученного в космосе ракетного топлива уменьшит стоимость работы над всем остальным, что запустит цикл положительной связи для цепочки поставок за пределы Земли и доставки грузов. Но до того нам необходимо найти клиентов, способных запустить этот процесс.

Кто будет покупать ракетное топливо, созданное из астероидной воды? Одна из концепций — продажа его телекоммуникационным компаниям для вывода спутников на орбиту. Десятилетие назад большая часть запущенных в космос спутников была оборудована присоединённой к спутнику ракетой. По этой схеме спутник сначала выводится на переходную геостационарную орбиту, крайне эллиптической формы, перигей (нижняя точка) которой находится всего в нескольких сотнях километров от Земли, а апогей (верхняя точка) — на 36 000 км выше. После этого космический аппарат перемещается к апогею, где запускается ракета и исправляет орбиту на более округлую, так, чтобы спутник мог начать продавать данные клиентам. Но стоимость такой ракеты получается довольно высокой.

Сегодня большая часть владельцев спутников размещает на них лёгкие электрические ракетные двигатели. Они дешевле и эффективнее, но крайне слабы. У спутника на достижение конечной орбиты может уйти от 6 до 12 месяцев. Время — деньги, поэтому эта задержка обходится владельцам спутников в сотни миллионов долларов недополученной прибыли.

Разработка астероидов предоставит третий вариант действий. Добывающая компания будет продавать воду компании, занимающейся космической транспортировкой, и та будет использовать её для перезаправки космического буксира, припаркованного на орбите Земли. Буксир пристыкуется ко вновь запущенному спутнику на переходной геостационарной орбите и поднимет его до конечной орбиты очень быстро, всего за сутки.

По нашим расчётам общая стоимость такого сервиса, включая возмещение первоначальных затрат, расходы по кредиту, страховку и прибыль всем участникам окажется меньше, чем недополученные расходы, возникающие при текущей методике, поэтому это вполне работоспособный бизнес. Единственная проблема — найти достаточно много ранних клиентов для того, чтобы сервис смог встать на ноги.

Вот, чем могут помочь такие государственные агентства, как НАСА. Если они разработают космическую станцию перезаправки для уменьшения стоимости миссий по изучению Луны или Марса, и если они раздадут коммерческие контракты на космическую воду, они уменьшат размер необходимых инвестиций и риски новых добывающих компаний. Таким способом агентства могут гарантировать ранний успех частной космической индустрии. Это разумное занятие для правительства, поскольку налогоплательщикам от него будет польза.

Инфраструктура по разработке астероидов может помочь решить надвигающуюся на нас проблему ресурсов. Через пару десятилетий существующая система спутников и оптоволоконной связи не сможет справляться с запросами на беспроводные услуги и доступ к интернету. Мне неизвестны решения данной проблемы, кроме предложений строить в космосе гигантские антенны, слишком большие для того, чтобы их можно было запускать на ракетах, потому что другие варианты неспособны масштабироваться достаточно быстро для того, чтобы удовлетворить спрос на данные, который будет экспоненциально расти к концу века. Металл с астероидов не будут продавать на Земле, тут он будет слишком дорогим. Он останется в космосе, и будет передавать ценные данные на цифровой рынок.

Сходным образом можно доказать, что получение солнечной энергии в космосе уже в этом веке станет дешевле получения энергии на Земле любыми известными способами. Затем эту энергию можно по лучу отправлять на землю в виде микроволн. Перенос большей части энергетического сектора в космос разгрузит планету от влияния на окружающую среду генерации энергии и сопутствующей ей цепочки поставок. Даже использование энергии ветра и солнца разрушает большие территории.

По некоторым оценкам, внепланетная генерация энергии может устранить четверть влияния индустрии на природу к 2100 году. А они даже не учитывают экспоненциально растущее влияние на окружающую среду производства и работы вычислительной техники, ужасающее с точки зрения экологии.

Заметьте, что ни одна из этих идей не подразумевает возвращения астероидного материала на Землю. Реальная ценность космической разработки будет в создании космической индустрии, от которой выиграем мы все. Основным импортом из космоса будут безмассовые фотоны, переносящие данные и энергию.

Важная вещь, которую должны осознать лидеры наших правительств, состоит в том, что инвестиция в космическую разработку — это гарантированная ставка на будущее, одна из самых надёжных ставок, которые они способны сделать. НАСА и другие агентства получат больше научных и исследовательских данных, увеличенное геополитическое присутствие, и всё — за меньшие деньги, чем позволяют текущие способы вести дела. Спасение Земли и улучшение качества нашей жизни могут стать бесплатными побочными эффектами.

Источник: geektimes.ru