Проблема видобутку

Щоб відповісти на головне питання, варто для початку зрозуміти, наскільки взагалі реалістичною є подібна оцінка та що вона означає. Стартап Astroforge, який планує видобувати корисні копалини на астероїдах, замовив дослідження на цю тему, яке в результаті було написане професором Програми космічних ресурсів Гірничої школи Колорадо. Він каже, що метали на астероїдах поділяються на два окремі типи: ті, які варто було б привезти на Землю, а також ті, які не вартують затрачених на це грошей, повідомляє 24 Канал з посиланням на ScienceDirect.

Дивіться також Учені не змогли вберегти зразки астероїда Рюгу від забруднення земними бактеріями

  • Насправді єдиними металами, які вважаються вартими повернення на Землю, є метали платинової групи (МПГ), які відомі своєю надзвичайно високою вартістю, унікальною корисністю в сучасних технологіях, а головне – відносно скромними запасами на нашій планеті.
  • Друга категорія включає в себе залізо, алюміній і магній. На Землі їхня вартість низька, а отже їх економічно недоцільно відправляти на Землю.
  • Інша справа – будівництво в космосі. Оскільки запуск кожної ракети з ресурсами коштує мільйони доларів, нам може виявитись вигіднішим добувати ці метали на астероїдах і спрямовувати їх одразу на Місяць, Марс чи космічні станції. Таким чином видобуток заліза на астероїдах можна зробити економічно життєздатним.

Що ж це все означає для фактичної вартості астероїдів, які ми могли б видобувати?

Перший і найважливіший висновок з нещодавнього дослідження показує, що астероїди, зроблені з "чистого металу", як, наприклад, Психея, скоріш за все, є вигадкою. Хоча це може бути не найкращою новиною для будь-якого, хто очікував збагатитися на кількох великих космічних каменях, інша частина звіту показує, що навіть астероїди, в яких ми очікували побачити низький вміст металу, насправді мають достатню його кількість, щоб видобуток став економічно вигідним.

Щоб довести це, автори статті детально розглянули серію досліджень метеоритів, які є еквівалентом уламків астероїдів, і порівняли "сорти" 83 різних елементів з рудами, знайденими на поверхні Землі або поблизу неї.

Оскільки за допомогою дистанційного зондування важко розрізнити деякі з цих елементів, зразки метеоритів, які можна піддати сучасним методам аналізу, є нашим найкращим шансом для точного обчислення хімічного складу астероїдів, окрім тих небагатьох зразків, які були навмисно принесені космічними апаратами на Землю.

Ці дані показали, що концентрація металів платинової групи, хоч і нижча, ніж вважалося спочатку (через припущення у фундаментальній статті про склад астероїдів), все ж таки набагато вища, ніж в еквівалентних земних рудах. Зокрема, матеріал, відомий як самородок тугоплавкого металу (RMN), може мати концентрацію МПГ на порядки вищу, ніж будь-що знайдене на Землі або в інших типах астероїдних матеріалів.

RMN здебільшого зустрічаються у структурі кальцієво-алюмінієвих включень (CAI), переважно на астероїдах L-типу. L-типи – відносно рідкісні астероїди з червонуватим відтінком, але ми ще не відвідували їх. Вони можуть складатися більш ніж на 30 відсотків з кальцієво-алюмінієвих включень, і в цьому випадку можуть містити значну кількість металів платинової групи, які можна видобути без додаткової обробки.

Однак самі RMN дуже малі, від мікронного до субмікронного діапазону, що робить їх надзвичайно важкими для перероблювання навіть тут, на Землі, не кажучи вже про космос. Об'ємний видобуток з астероїдного реголіту може становити до сотень частин на мільйон, що все одно на кілька порядків перевищує їхню концентрацію в земному реголіті.

Якщо розглядати метали для використання в космосі, то вони стикаються з проблемами при перероблюванні. Їм потрібна високоенергетична процедура, наприклад, електроліз розплавленого реголіту, щоб виділити елементарний метал, необхідний для подальшої обробки. Але тут ми отримуємо так звану проблему курки та яйця: потрібно мати джерело енергії, достатньо потужне для виконання цих процесів, але для його побудови потрібен матеріал, з якого буде виготовлене джерело енергії. Тож компаніям, які цим займатимуться, потрібно буде спочатку серйозно вкластися в запуск у космос спеціальних машин для перероблювання, щоб потім підтримувати видобуток металів рентабельним, без потреби доставляти їх на Землю, а потім знову везти в космос.

Ціна астероїдів

З огляду на все вищесказане, вартість астероїда як джерела корисних копалин може сильно варіюватися залежно від його складу, розміру, маси, віддаленості від Землі та можливості видобутку ресурсів. Основними факторами для оцінки вартості є наявність рідкісних металів, таких як платина, золото, нікель, залізо, та витрати на транспортування їх на Землю або використання у космосі.

  • Найдорожчими будуть металеві астероїди. Вони можуть містити значні кількості платини та інших рідкісних металів. Наприклад, астероїд розміром кілька сотень метрів може мати ресурси на трильйони доларів. Астероїд Психея, розташований у головному поясі астероїдів, має оціночну вартість у 10 квінтильйонів доларів США завдяки високому вмісту нікелю, заліза та дорогоцінних металів. Це в 90 разів перевершує всю економіку Землі.
  • Але Психея є досить масивною. Менші об'єкти коштуватимуть не так багато. Середній астероїд діаметром 200 метрів може містити металів на 100-500 мільярдів доларів.
  • Значно дешевшими, очевидно, будуть астероїди, які містять лід. Його можна транспортувати для колоній на Марсі та Місяці. За оцінками, один кубометр води в космосі може коштувати 5 000-10 000 доларів.