Зачем нам шахты на Луне

По сей день вся экономическая деятельность человечества зависит от материальных и энергетических ресурсов одной планеты, что, в общем, объяснимо. Но, возможно, с дальнейшим освоением космоса ситуация изменится, и наша закрытая планетарная экономика получит доступ к неограниченному количеству сырья и энергии.

Вечером поднимите взгляд на Луну, и вашим глазам откроется вероятное решение проблемы. Ближайшему космическому соседу Земли отведена важная роль, и несколько частных компаний были созданы, чтобы проверить имеющиеся возможности.

Следует отметить, что даже сегодня, через сорок лет после программы «Аполлон», мы не располагаем точными знаниями о экономическом потенциале Луны. Для сбора информации необходима более серьезная программа исследований, чем существующие. Отчасти поэтому предлагаемые будущие лунные экспедиции, такие как недавно объявленная «Лунная миссия-1», очень важны.


Тем не менее, пока, после четырех десятилетий, мы все еще не имеем достаточно сведений для предварительной оценки потенциала лунных ресурсов. Следует различать три возможных сценария использования:

Глубокое бурение

1. Мы можем использовать лунные ресурсы для для ускорения исследования и для развития экономики самой Луны. Эта концепция обычно называется «Использование ресурсов на месте добычи», или ISRU.

2. Мы можем использовать эти ресурсы для научного и экономического развития как Луны, так и Земли, и будущего исследования других районов Солнечной системы.

3. Мы можем взвесить возможность доставки лунных ресурсов на Землю и включения их напрямую в глобальную экономику.

Недавняя работа показала, что Луна имеет достаточно ресурсов для концепции ISRU. В связи с этим самым важным представляется наличие льда и других летучих веществ в вечно темных и холодных кратерах на полюсах Луны. Лед необходим как источник воды для поддержания существования людей, но он к тому же еще и источник кислорода, который требуется не только для поддержки жизни, но и как окислитель ракетного топлива, и водорода, который используется в качестве такого топлива.

Со времен экспедиций «Аполлонов» известно, что на Луне, помимо льда, есть вещества, принесенные солнечным ветром, в том числе, водород, гелий, углерод, азот, а на высоких широтах — гидроксид и, возможно, вода. Эти ресурсы можно добывать в соответствии с концепцией ISRU.

ISRU, безусловно, обогатит науку, но экономическую выгоду начнет приносить только после включения своих плодов в глобальную экономику. Тут вступает в игру второй сценарий.

Золотое топливо

Наша земная цивилизация уже в значительной мере зависит от орбитальных спутников для коммуникации, навигации, прогнозировании погоды и управления ресурсами. Зависимость будет увеличиваться. Высокая стоимость спутников связана с большими расходами на запуск и с тем, что неисправный спутник невозможно починить на орбите. Доступность ресурсов в условиях низкой лунной гравитации позволит сократить расходы экономического развития орбитального пространства. Краткосрочные поставки с Луны в лунно-земную инфраструктуру могут включать водород и кислород для ракетного топлива.

Вдобавок, лунные скалы и почва богаты потенциально полезными, но тяжелыми (поэтому их отправка с Земли дорога) материалами, например, магнием, алюминием, кремнием, железом и титаном. Следовательно, в случае развития лунной промышленной инфраструктуры, Луна сможет поставлять на орбиту Земли более сложную продукцию. К примеру, титановые и алюминиевые сплавы для модулей и кремниевые панели для солнечных батарей. Эти материалы лучше добывать и производить на Луне, так как их доставка с лунной поверхности на земную орбиту в двадцать раз дешевле доставки с земной поверхности.

Назад на Землю

Все это может воодушевить любую компанию, подумывающую о начале добычи полезных ископаемых на Луне. Но возможности для прямой интеграции лунных ресурсов в земную экономику на поверхности, а не на орбите, ограничены. На Земле хватает тех же веществ, что и на Луне, многие из них сконцентрированы в руду, и для их добычи создана развития инфраструктура.

Нередко в качестве примера исключения приводят изотоп гелия — гелий-3. Это вещество занесено на Луну солнечным ветром. Его считают потенциальным будущим топливом для реакторов термоядерного синтеза. Однако таких реакторов пока нет, а концентрация гелия-3 в лунной почве очень мала, примерно в массе 10 частей на миллиард. То есть, для организации поставок топлива в существенном объеме на Землю ежегодно придется обработать сотни квадратных километров лунной поверхности.

Элементы платиновой группы представляют собой другие возможные материалы, которые выгодно поставлять на Землю. Их стоимость сегодня составляет 20.000-50.000 долларов за килограмм. Их можно добыть из железных метеоритов, уцелевших после столкновения с лунной поверхностью. Помимо этого, интерес могут представлять редкоземельные элементы, сконцентрированные в некоторых районах Луны, если однажды экологический ущерб от их добычи на Земле станет слишком высоким.

Разгонные блоки

Изучив все сведения, трудно указать на один лунный ресурс достаточной ценности для поддержки собственной добывающей промышленности. Простых решений нет. Тем не менее, Луна изобилует сырьем, представляющим потенциальный экономический интерес.

Нам нужно подумать о иерархии будущих шагов. Вначале лунные материалы используются для поддержании человеческой деятельности на самой Луне. Затем постепенно лунные ресурсы заложат основу будущей промышленности Лунно-Земной системы. В дальнейшем постепенное расширение доступа к материалам Луны позволит «разогнать» самодостаточную опирающуюся на космос экономику, от которой выиграет глобальная экономическая система.

 ("The Conversation", Великобритания)