Na początku grudnia sonda NASA OSIRIS-REx dotarła do asteroidy Bennu w celu pobrania próbek skał. W przyszłym roku na Księżyc poleci chiński pojazd „Chang'e-5” z platformą wiertniczą na pokładzie. Jednym z celów takich wypraw jest eksploracja minerałów, ponieważ bez zasobów kosmicznych ludzkość nie będzie w stanie opanować układu słonecznego.
Kopalnie księżycowe
Chiny z powodzeniem wysyłają swoje czwarte urządzenie na Księżyc. Teraz jest jedynym krajem na świecie, który wdraża program księżycowy. Jego wynikiem powinna być automatyczna lub nadająca się do zamieszkania baza na powierzchni satelity.
Wdrożenie stałego modułu na Księżycu nie jest możliwe bez wykorzystania lokalnych zasobów niezbędnych do systemów podtrzymywania życia, ochrony załogi przed promieniowaniem, energii, produkcji paliwa rakietowego, materiałów eksploatacyjnych do drukarki 3D, na której będą drukowane części samochodów i budynków.
Według szacunków Instytutu Geochemii i Chemii Analitycznej im. Wernadskiego Rosyjskiej Akademii Nauk (GEOKHI), tylko w początkowej fazie eksploracji Księżyca, aby zapewnić ruch ładunków, potrzebne będzie dwieście ton tlenu i pięćdziesiąt ton wodoru. Wysłanie tego wszystkiego z Ziemi jest zbyt drogie.
Lotne związki są szczególnie cennymi zasobami. W stanie zamrożonym znajdują się na biegunach Księżyca: lód wodny, amoniak, tlenek węgla, lekkie węglowodory. Gleba księżycowa - regolit - zawiera tlen, metale, krzemionkę. Bardzo ważne jest, aby wydobywać je lokalnie.
Robot geologiczny do przyszłej misji księżycowej / GEOKHI RAS.
Film promocyjny:
Aktywnie rozwijane są technologie pozyskiwania i przechowywania minerałów z regolitu. Ale najpierw trzeba je zwiadczyć, to znaczy pobrać próbki z różnych miejsc na Księżycu. W tym celu GEOCHI tworzy robota-geologa, który weźmie udział w jednej z wypraw.
Asteroidy wodne i niklowe
Dwa lata temu NASA OSIRIS-REx skierował się w stronę małej asteroidy Bennu, wielkości pół kilometra. Sonda osiągnęła swój cel 3 grudnia i dokonała już pierwszych obserwacji. Na powierzchni asteroidy ujawniono grupy hydroksylowe (OH) - w rzeczywistości jest to woda uwięziona jedynie w strukturze krystalicznej minerałów ilastych.
Przez chwilę OSIRIS-REx przeleci przed asteroidą, eksploruje ją zdalnie, a następnie zbliża się, wystrzeliwuje azot na powierzchnię i wychwytuje unoszący się pył. Dostarczy cenny łup na Ziemię w 2023 roku.
Wtedy NASA rozpocznie kolejną misję poszukiwawczą - na asteroidę Psyche. Jest to duże ciało niebieskie o średnicy ponad dwustu kilometrów. Spektrometr teleskopu Spitzera znalazł na jego powierzchni krzemiany, grupy hydroksylowe i bardzo gęstą substancję, którą naukowcy uważają za cząsteczki metalu. Najwyraźniej Psyche jest rdzeniem protoplanety, któremu udało się rozwarstwić przed rozpadem.
Naukowcy sugerują, że ta asteroida jest w całości złożona z żelaza i niklu, tylko na powierzchni znajduje się cienka warstwa regolitu, w rzeczywistości - piasku.
Amerykańska stacja międzyplanetarna OSIRIS-REx, zaprojektowana do dostarczania próbek gleby z asteroidy (101955) Bennu.
Gospodarka pozaziemska
Naukowcy uważają, że już wkrótce ludzkość będzie musiała szukać pozaziemskich źródeł minerałów, które zawierają rzadkie lub prawie zubożone pierwiastki: złoto, kobalt, żelazo, ruten, ren, bizmut, osm, rod, molibden, magnez, nikiel, pallad, platynę.
Nowoczesne technologie pozwalają na uruchomienie min na Księżycu i asteroidach do połowy XXI wieku. Będą tam pracować roboty Prospector - urządzenia ważące około dwustu kilogramów, które mają zostać masowo wystrzelone w kosmos. Aby zagospodarowanie złóż na asteroidach było opłacalne ekonomicznie, technologie dostarczania górników, ich zwrotu z ładunkiem rudy oraz logistyka muszą być tanie.
Z ekonomicznego punktu widzenia omówiono również produkcję helu-3 na Księżycu, który pod wpływem wiatru słonecznego gromadzi się w regolicie. Na Ziemi nie ma złóż tej substancji, jest ona produkowana w przemyśle jądrowym wyłącznie do celów badawczych w ilości kilkudziesięciu kilogramów rocznie.
Zainteresowanie helem-3 pojawiło się pod koniec lat 80-tych w związku z sukcesem energii termojądrowej. Naukowcy stwierdzili, że substancja ta mogłaby służyć jako paliwo dla tokamaków i, w razie potrzeby, rozwiązać problemy energetyczne Ziemi.
Innym argumentem przemawiającym za pozaziemskim przemysłem rudy jest ochrona środowiska. Niektóre rzadkie pierwiastki, zwłaszcza podgrupy platyny, są zaangażowane w zielone technologie: panele słoneczne, katalizatory. Złóż tych rud jest bardzo niewiele, ich zubożenie będzie wymagało pogłębienia kopalń, co pozostawi już silny ślad węglowy. Ale przeniesienie wydobycia na inne ciała kosmiczne znacznie zmniejszy obciążenie środowiska naszej planety.
Eksploracja głębin kosmicznych. Ilustracja: RIA Novosti. Źródło: Global Technology Trends.
Tatiana Pichugina
