Темпы потребления ресурсов Земли растут. Например, в 2023 году люди использовали природные ископаемые в 1,75 раза быстрее, чем планета может воспроизвести. При этом к 2060 году ожидается, что добыча ресурсов вырастет на 60% — это может привести к изменению климата, нехватке воды и другим экологическим проблемам.

Чтобы этого избежать, исследователи ищут альтернативные способы добычи ископаемых уже сейчас. Один из самых перспективных вариантов — поиск полезных ресурсов на астероидах.

Что принесет астероидная добыча человечеству, и какие компании к ней уже готовятся, подробнее расскажем в этой статье. 

Что такое добыча полезных ископаемых на астероидах?

Это процесс извлечения металлов, минералов и других ценных ресурсов из астероидов — как правило, в поясах между Марсом и Юпитером. И хотя ученые пока не знают точного состава ближайших астероидов, они разделили их на три типа:

• С-тип (углеродистые). К нему относятся 75% всех известных астероидов — они богаты углеродом, водой и органическими молекулами, но практически не содержат полезных металлов.

• S-тип (кремнистые). Включает 17% изученных астероидов, которые состоят из железа, кобальта, никеля и силикатных минералов, вроде оливина. 

• М-тип (металлические). Самый редкий тип. Кроме большого содержания железа и никеля, в них можно найти драгоценные металлы — например, золото или платину.

Так, астероид 16 Психея, шириной 278 километров, может содержать материалов на 10 000 квадриллионов долларов. А ископаемые с других «ценных» астероидов — например, 511 Давида, 433 Эрос, 2011 UW158 и 1986 DA —  вместе можно оценить в 37 квинтиллионов долларов. 

Поэтому астрофизик Нил Деграсс Тайсон предсказал, что первым в мире триллионером станет человек, который начнет добывать ресурсы на астероидах и доставлять их на Землю. 

Какие преимущества у астероидной добычи?

Зачем тратить миллиарды долларов на поиск ископаемых в космосе, когда на Земле есть множество шахт? Рассмотрим несколько весомых причин.

Доступ к драгоценным металлам

Некоторые астероиды богаты на металлы платиновой группы — их используют в солнечных батареях, ветряных турбинах и медицинских устройствах. Кроме того, эти ресурсы полезны для других современных технологий.

• Платина и палладий используются в водородных и других топливных элементах, которые заменяют традиционные источники энергии, вроде бензиновых и дизельных двигателей. 

• Никель и кобальт нужны для перезаряжаемых аккумуляторов. Например, аккумулятор электромобиля Tesla использует около 10 кг кобальта.  

С развитием «зеленой» энергетики, спрос на эти металлы будет расти. А Международное энергетическое агентство прогнозирует, что если к 2050 году человечество достигнет нулевого уровня выбросов — стоимость меди, лития, кобальта, графита и редкоземельных металлов вырастет в 2 раза.

Защита экосистемы планеты

Традиционная добыча редких материалов наносит серьезный ущерб планете —   например, загрязняет водоемы, выбрасывает парниковые газы и разрушает экосистемы, на которых проводятся горные работы.  

В качестве альтернативы некоторые компании стали использовать глубоководную добычу и извлекать полезные ископаемые со дна океана. Но и это может навредить хрупким морским экосистемам и организмам. 

Перенос горнодобывающей деятельность за пределы Земли поможет получить ценные ресурсы и драгметаллы без дальнейшего ущерба для окружающей среды.

Использование ресурсов в космосе

Стартапы, вроде TransAstra и Karman+, планируют астероидную добычу воды, газа и других ресурсов, чтобы использовать их для заправки космических кораблей или поддержания жизни астронавтов в космосе. 

Например, воду, добытую на астероидах или Луне, можно разделить на водород и кислород с помощью электролиза. Кислород подойдет для поддержания систем жизнеобеспечения шаттлов и станций, а водород — для дозаправки космических кораблей с орбиты.  

Кроме того, с помощью астероидной добычи можно проводить строительные работы прямо в космосе. Например, лунный реголит пригодится для создания бетона и других материалов для строительства баз на Луне. А железо, никель и кобальт понадобятся для конструкционных материалов космических станций, спутников и шаттлов.  

Эти технологии могут стать основой для самодостаточной космической экономики. Например, по данным Karman+, топливо, производимое в космосе, окажется в 10 раз дешевле, чем добытое на Земле.

История добычи ресурсов на астероидах

Астероидная добыча, которая прежде считалась научной фантастикой, заинтересовала ученых еще в 1970-х годах. Но из-за отсутствия нужных технологий многие идеи так и остались «на бумаге».

Добыча ресурсов в космосе стала более «осязаемой» только в начале XXI века — во многом благодаря научному прогрессу, снижению стоимости запусков и повышенному интересу частных инвесторов. 

Впервые о планах по астероидной добыче заявила компания Planetary Resources, основанная в 2012 году. При поддержке соучредителя Google, Ларри Пейджа, и режиссера Джеймса Кэмерона, компания собирались добывать на астероидах драгметаллы и воду. 

Также к 2020 году планировалось создание орбитальной заправочной станции, но в 2018 году проект закрыли из-за проблем с финансированием и его приобрела блокчейн-компания ConsenSys.

В 2013 году появился еще один стартап — Deep Space Industries. Компания собиралась добывать ресурсы для заправки космических аппаратов, а также производить материалы для создания спутников и коммерческих космических станций. 

Со временем в Deep Space Industries перешли к разработке водных двигателей — более практичного решения для дальнекосмических миссий. А в 2019 году компанию приобрел Bradford Space — производитель компонентов и систем для космических полетов.

В отличие от проектов десятилетней давности, у новых стартапов намного больше возможностей — например, более дешевые и безопасные запуски от коммерческих операторов, вроде SpaceX. 

Топ-4 компании по добыче полезных ископаемых на астероидах 

AstroForge

Стартап 2022 года, который планирует добывать на астероидах металлы платиновой группы. Для этого будут использоваться небольшие кубические спутники, которые работают в несколько этапов:

• лазерная абляция. Испарение поверхностного слоя астероида и добыча из него ценных компонентов.

• магнитная сортировка. Отделение металлических частиц, вроде железа и никеля, от более легких материалов.

• отправка на Землю. Собранные ресурсы упаковываются в защитный щит и парашютируются обратно на Землю для дальнейшего анализа и переработки.

В 2026 году AstroForge планирует миссию Vestri, цель которой — посадка на металлический астероид и проведение измерений для будущей добычи. 

TransAstra

С 2015 года создает решения для астероидной добычи воды и газа, которые можно использовать для производства недорогого ракетного топлива в космосе. 

Программа включает «системы захвата» астероидов Apis и солнечные отражатели, созданные для нагрева космического тела и извлечения его ресурсов благодаря эффекту испарения.  

Karman+

Начиная с 2022 года компания планирует извлекать воду из реголита — поверхностного слоя горных пород и пыли на астероидах. В первую очередь воду хотят использовать для заправки космических буксиров, которые обслуживают спутники на геостационарной орбите. 

При этом экстракт реголита может стать более дешевым топливом для спутников или ракет, способных летать в дальний космос. В конечном счете компания надеется запустить полноценную космическую экономику — например, производство фармацевтических препаратов и полупроводников на орбитальных станциях.

Риски и проблемы добычи ресурсов на астероидах

Астероидная добыча — новое направление в освоении космоса, которое сопряжено с множеством рисков и ограничений. Разберем основные из них.

Финансирование

Инвестиции в астероидную добычу могут не откупиться из-за высоких капитальных затрат. Например, миссия NASA OSIRIS-REx, которая доставила всего 120 грамм астероидного материала, обошлась более чем в 1 млрд долларов.

Поэтому в AstroForge хотят создать технологию добычи ресурсов, стоимостью менее 10 миллионов долларов за миссию. А Karman+ старается снизить расходы на каждый полет до 20 миллионов долларов. 

Воздействие на окружающую среду

Исследования 2023 года показали, что добыча ресурсов в космосе намного безопаснее традиционных методов — но при запуске ракет все равно выделяется черный углерод, который наносит вред озоновому слою. 

Кроме того, во время добычи астероид может распасться на несколько осколков  — это приведет к образованию опасного космического мусора. Скопление таких обломков может запустить цепную реакцию столкновений, что сделает космические путешествия более опасными.

Правовая коллизия 

Добыча ресурсов на астероидах находится в «серой зоне» международного космического права — например, не отвечает нормам о частной собственности, предусмотренных Договором о космосе 1967 года. Документ запрещает государствам устанавливать суверенитет над Луной или другими небесными телами, но не регулирует добычу космических ресурсов частными лицами.

Соглашения Артемиды от 2020 года, вносят больше ясности в этот вопрос — в них говорится, что добыча космических ресурсов не является национальным присвоением, но нормы международного права здесь по-прежнему остаются двусмысленными. 

Кроме того, в 2015 году правительство США приняло закон, позволяющий гражданам перевозить, использовать и продавать ресурсы, добытые на астероидах. Люксембург, Япония и Объединенные Арабские Эмираты приняли аналогичные законы. Но поскольку космос считается общим международным достоянием, со временем астероидная добыча может стать предметом спора между странами.

Заключение

Добыча ресурсов на астероидах кардинально изменит мировую экономику. Хотя перед этим стоит немало технических и правовых преград, потенциал этой отрасли огромен. 

Например, Mordor Intelligence в 2025 году оценили рынок космической добычи в 2,58 млрд долларов и спрогнозировали, что к 2040 году он увеличится до 39,02 млрд долларов. При этом, к 2050 году этот сегмент может вырасти до 0,1–1 трлн долларов. Поэтому в будущем астероидная добыча может стать ключевым элементом для дальнейшего развития космической экспансии человечества.