Космическая геология


   В конце января 2013 года стало известно, что в США образована компания Deep Space Industries, которая займется добычей полезных ископаемых на астероидах. Хотя, пожалуй, правильнее будет сказать, что компания будет заниматься добычей самих астероидов — их планируется опускать на Землю целиком и обрабатывать уже здесь.
   Прежде чем говорить о перспективах космических разработок, следует разобраться, что же все-таки можно добывать в космосе. Наиболее лакомым куском представляются астероиды класса М — третьего по распространенности в Солнечной системе. Дело в том, что многие (хотя и далеко не все) астероиды этого класса состоят из сплава никеля и железа. Довольно часто это просто огромные куски сплава, почти без примесей. Ученые полагают, что они образовались в результате разрушения железных ядер крупных астероидов и протопланет, сформировавшихся на заре развития Солнечной системы. Крупнейший из астероидов такого типа — 16 Психея. Его диаметр составляет около 100 километров, и он почти полностью состоит из металла (по оценкам ученых, масса астероида составляет один процент от массы всего главного пояса астероидов, где он и располагается). Главное достоинство астероидов класса М — высокое, по сравнению с земным, содержание никеля в сплаве.
   Правда, как уже говорилось выше, далеко не все астероиды такого класса сплошь металлические — есть и исключения. Например, астероид 21 Лютеция (линейные размеры, напомним,132 на 101 на 76 километров), недавно произведенный в ранг планетезималей, тоже формально относится к классу М. Однако доказательств существования металла на его поверхности не наблюдается. Измерения, проведенные европейским аппаратом «Розетта» в 2011 году, показали, что средняя плотность астероида заметно больше средней плотности каменных астероидов. Вместе с тем точный состав небесного тела до сих пор остается загадкой. Это связано еще и с тем, что поверхность астероида покрыта толстым — до 600 метров в некоторых местах — слоем пыли, мешающей спектральному анализу.
   Другой класс астероидов, который может заинтересовать будущих космических шахтеров — это тип S. Они составляют примерно 17 процентов от всей популяции астероидов в поясе астероидов и состоят преимущественно из силикатов магния и железа. По мнению ученых, такие астероиды могут содержать залежи — уже, правда, в виде жил — железа, никеля, магния и прочих металлов. Помимо этого, специалисты утверждают, что на астероидах вполне могут быть месторождения платины, магния, золота и множества других металлов, а также воды.
   Надо понимать, что речь идет о колоссальных по современным меркам числах. По оценкам специалистов NASA, если разделить полезные ископаемые в поясе астероидов среди всех жителей земли поровну, то каждому достанется, в пересчете на современные цены, состояние в 100 миллиардов долларов. Типичный астероид класса M диаметром порядка километра содержит (по подсчетам планетолога Джона Левиса) 30 миллионов тонн никеля, 1,5 миллиона тонн кобальта и 7,5 тысячи тонн платины. Стоимость только последней составляет около 150 миллиардов долларов. Считается, что в Солнечной системе таких астероидов может быть до миллиона штук — в качестве примера можно привести 3554 Амон, стоимость которого была оценена в 20 триллионов долларов. Как же добыть это невероятное богатство?
   Первое упоминание о добыче полезных ископаемых на астероидах из астероидного пояса относится к 1898 году, когда на свет появился роман «Эдисоновское завоевание Марса» — продолжение «Войны миров» Герберта Уэллса (фанфик, как сказали бы сейчас), написанное американским фантастом и популяризатором науки Гарретом Севиссом. Сложно сказать, когда эта концепция перешла из разряда фантастических в перспективные, но в 1970-х годах NASA уже рассматривало проекты, которые подразумевали выведение на орбиту вокруг астероида рабочей станции с последующей посадкой на небесное тело и выводом последнего на орбиту Луны (изначально, правда, исключительно для исследовательских целей).
В рамках этого метода для перетягивания астероида в удобное для разработки место подходят способы, схожие с теми, которые предполагается использовать для защиты Земли от астероидной опасности. Например, это можно сделать при помощи космического буксира, который может как цепляться напрямую к самому небесному телу, так и работать на орбите, возмущая траекторию астероида своим притяжением (это так называемые гравитационные буксиры). Еще один метод, снискавший шир окую известность на ниве потенциальной борьбы с Апофисом, — изменение альбедо, то есть отражающей способности. Сделать это можно при помощи обычной краски или светоотражающей пленки (если покрыть ею астероид или его часть). Остальное, при правильно выполненных расчетах, конечно, доделает эффект Ярковского-О’Кифа-Радзиевского-Пэддэка, который заключается в изменении скорости вращения тела из-за неравномерного нагрева его поверхности Солнцем. Говорят, что именно такого рода методы рассматривали в свое время советские специалисты.
   Другой подход — это создание фабрики по добыче полезных ископаемых непосредственно на астероиде. Учитывая, что некоторые астероиды в одноименном поясе содержат воду, причем в довольно большом количестве (до 20 процентов от массы глин в астероидах класса C, по мнению все того же Джона Левиса), то потенциально можно рассматривать вариант строительства добывающих — и, возможно, перерабатывающих — фабрик прямо в космосе. Впрочем, подобную схему пока сложно представить без участия человека.
   Есть, однако, и более экзотические варианты, исключающие непосредственное присутствие Homo Sapiens. В 80-х годах прошлого века NASA провело исследование по возможности создания самовоспроизводящейся фабрики на Луне. Проект этот, гораздо более фантастический, чем добыча полезных ископаемых на астероидах, увенчался успехом — специалисты заявили, что существующие технологии действительно позволяют создать фабрику, которая за несколько лет сможет построить свою собственную копию. Подобные фабрики, с точки зрения добычи на астероидах, представляют значительный интерес. Действительно, самовоспроизводящийся аппарат массой один килограмм, работающий на солнечном свете, при условии доступности ресурсов позволит получить спустя два с половиной года около триллиона таких машин. Их, в свою очередь, уже можно будет доставлять на Землю в нужном количестве.