О колонизации луны говорят уже последние лет 20, и если раньше это звучало в фантастических сюжетах Айзека Азимова, статья которого в 1988 году в «Популярной механике» наделала много шума во всём мире, то сейчас это реальность. Экс-президент США Дональд Трамп даже издал указ, разрешающий добычу лунных ресурсов частными компаниями, а россияне вместе с китайцами собираются построить международную научную лунную станцию через 10 лет. Чем же так заманчивы ископаемые спутника Земли и причём тут шахтёры?
Азимов предполагал, что к 2022-2023 году человечество уже построит горнодобывающие станции на Луне
Какие металлы?
Что именно можно, а главное целесообразно с точки зрения бизнеса и трудозатрат добывать на Луне и транспортировать на Землю? Сразу отметим, что логистика «золотая», хотя жёлтого металла на Луне и нет: перевозка одного килограмма вещества на Землю обойдётся в примерно в 40-50 тысяч долларов. Но некоторые редкие металлы и газы, а особенно гелий-3, который может оказаться ценным сырьем для будущей термоядерной энергетики, могут стоить того. Также в недрах Луны имеются залежи железа, алюминия, титана, тория, хрома, магния. В составе лунного реголита (лунной поверхности) обнаружены калий, натрий, кремний и фосфор. Некоторые оценки указывают, что добыча металлов платиновой группы покроет убытки на инвестиции в разработку полезных ископаемых, но и это вызывает немало вопросов. Поэтому тема вокруг лунных ресурсов набирает всё большую остроту в мире и о законности добычи уже всерьёз говорят на высшем уровне политики разных стран.
Напомним, что в договоре о космосе 1967 года говорится, что космическое пространство не может быть национализировано — ни путем оккупации, ни как-либо иначе. Но про коммерческое использование космоса в нём не сказано ни слова.
На базе
На луне чудовищные условия - гравитация, дикие перепады температуры. Работать шахтёрам можно будет только на специальных базах: колебания составляют от +127 ˚С днём, а ночью доходит до –173 ˚С. Поэтому конструкция должна уметь выдерживать циклические термические нагрузки.
Австрийская компания PneumoCell разработала концепт надувного жилья для размещения людей на Луне. База сможет вместить до 32 астронавтов и будет иметь 16 куполов-теплиц, которые позволят людям выращивать пищу в суровых лунных условия
Чтобы металлургическая база смогла функционировать, для работы потребуется топливо. Очевидно, что доставлять его с Земли постоянно не получится, поэтому сейчас учёные ищут альтернативу на самом спутнике. Также учёные уже придумали, где лучше размещать подобные металлургические базы. Выяснилось, что на луне есть приемлемые температурные условия. Оказывается, в природных полостях и пещерах, так называемых лавовых трубках, сформировавшихся в период вулканической активности, температура всегда остаётся постоянной — примерно –20 ˚С. Также там зафиксирован низкий уровень радиации и естественная защита от метеоритов. Все это создаёт более комфортные условия для строительства и эксплуатации научных и производственных баз.
Как бурить?
Самые большие сложности у космических шахтёров возникнут тогда, когда они приступят к добыче полезных ископаемых. Им в любом случае предстоит столкнуться с лунным реголитом — мелкодисперсным материалом с хорошими абразивными свойствами. Это означает, что любое оборудование типа буровых установок будет быстро изнашиваться, а заменить бур на Луне не так-то просто.
«Восход Земли» — фотография Земли, сделанная во время облёта Луны космическим кораблём «Аполлон-8» астронавтом Уильямом Андерсом
Учёный Сибирского государственного индустриального университета (СибГИУ) Виктор Корнеев разработал и запатентовал технологию, которая подойдёт для Луны.
Для преодоления горной породы Корнеев предложил специальную буровую установку, созданную на базе отечественных космических станциях «Луна-16» и «Луна-20», где подобные технологии уже используются. Кроме того, учёный разработал особый резец с необычными лезвиями в форме овала Кассини. За счёт этого он хорошо забуривается в горную породу и меньше затупляется в процессе, ведь зубьев у него нет. Не исключено, что для прохода в породу понадобится взрыв, тогда, по мнению российских учёных, можно использовать тротиловую шашку оригинальной конструкции.
— Мы решили выбрать тротил, так как на Луне он не сдетонирует самостоятельно, — рассказал разработчик технологии, доцент кафедры открытых горных работ и электромеханики Виктор Корнев. — Его легко транспортировать, у него весьма скромная чувствительность к ударному воздействию. Но у тротила существует один недостаток: малая температура плавления — около 80°С. Поэтому он может расплавиться и в лунном вакууме дезинтегрировать на молекулы. Оттого и решили создать вокруг тротиловой шашки оболочку.
Также Корнев создал новый резец для бурения горных пород на Земле, ставший гораздо эффективнее более ранних аналогов — он работал дольше и бурил быстрее.
— Идеальную форму лезвия мы начали искать ещё пару-тройку лет назад, — подытожил Корнеев. — Вместе с моим наставником, учёным СибГИУ Леонидом Дворниковым, мы начинали с идеи создать резец конкретной формы, способный бурить всем периметром своего лезвия.
Как сообщили представители проекта, созданная технология не имеет аналогов в мире. Патент на изобретение Корнев уже получил.
Эксперты считают, что разведка и первые попытки извлечения лунных ресурсов произойдут в ближайшие 10–20 лет, а космическая добывающая промышленность начнёт развиваться через 20–50 лет. Между тем, компания Lunar Resources недавно получила от NASA $3 млн на создание прототипа установки, способной добывать металлы, в том числе железо и алюминий, из расплавленного реголита с помощью электролиза. Этот метод очень энергоёмкий, и потому для его использования потребуется мощная электростанция. Ожидается, что прототип автоматического устройства будет готов к отправке на Луну для испытаний к 2024 году. Дождёмся ли мы симметричного ответа от Роскосмоса?
Егор Петров
