За место посадки на полюсах естественного спутника Земли развернется соперничество пяти держав, включая Россию. Главный приз — вода, в перспективе — гелий-3 и редкие металлы
Полезные ископаемые космоса, разведанные пока только в теории, становятся предметом юридических дискуссий. Этих ресурсов еще никто не видел, но их уже начинают делить. По международному договору о космосе 1967 года, на который опирается космическая деятельность всех государств, «исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела…являются достоянием человечества», а само пространство со всеми его объектами «не подлежит национальному присвоению или оккупации».
Долгое время это соглашение было гарантом равноправия стран в космосе. Сейчас, когда наступает период прагматичного освоения небесных тел, становится очевидной необходимость конкретизации правил поведения участников космических миссий. К тому же, запрещая странам национализировать космос, договор ни в чем не ограничивает частные компании, чем уже воспользовались в ряде стран при разработке соответствующих национальных законов.
В 2015 году Конгресс США принял закон о конкурентоспособности коммерческих космических запусков (Commercial Space Launch Competitiveness Act), наделяющий частный сектор правом разрабатывать, присваивать и продавать минеральные ресурсы небесных тел, включая астероиды, а в апреле 2020-го президент США Дональд Трамп подписал указ, закрепляющий право своих соотечественников на добычу космических ресурсов.
В 2016 году правительство Люксембурга представило Инициативу по добыче космических ископаемых (Space Resources Mining Initiative), согласно которой страна должна принять на себя роль европейского хаба в области добычи и использования ресурсов космоса. Герцогство намерено стать «космическим офшором» за счет создания особо благоприятных условий для привлечения в страну инвесторов и инновационных компаний, нацеленных на освоение ресурсов небесных тел. С августа 2017 года в Люксембурге вступил в силу закон, признающий право частных компаний на промышленную добычу и продажу космических ресурсов. После этого американские фирмы Deep Space Industries и Planetary Resources открыли свои филиалы в Люксембурге, о намерениях последовать их примеру заявили еще порядка 60 компаний из разных стран. Среди них Ispace (Япония), Blue Horizon (Люксембург и Германия), Deep Space Industries и Planetary Resources (США).
В конце 2019 года стало известно о создании «космического офшора» в Дубае (ОАЭ), а также о принятии в ОАЭ закона о добыче минералов в космосе, о торговле и праве владения ими — всё с учетом интересов инвесторов.
В ноябре 2020-го Либерально-демократическая партия Японии, занимающая ведущие позиции в национальном парламенте, инициировала законопроект, разрешающий частному бизнесу владеть минералами и прочими ресурсами, собранными за пределами Земли. Согласно этому документу, японские компании сначала должны представить премьер-министру страны геологоразведочные планы, а после их утверждения — приступать к добыче; добытые ресурсы в итоге станут их собственностью.
В «Роскосмосе» на каждую такую новость реагируют эмоционально, называя подобные инициативы попытками экспроприировать космическое пространство в обход международного права. В России создана межведомственная группа, которая формирует позицию по этому вопросу, чтобы затем обсудить ее в рамках Комитета ООН по космосу. Известно, что наши представители будут настаивать на выработке общих правил для всех участников будущей космической гонки. С аналогичными предложениями выступают также делегации в ООН от Греции и Бельгии. Обсуждение по линии ООН, возможно, состоится уже до конца года.
Дороже золота
В теории привлекательными для разработки недр считаются Луна и ряд астероидов. По словам директора Института космических исследований (ИКИ) РАН Анатолия Петруковича, на астероидах есть то же, что и на Земле, причем в более удобной форме, в частности не руды металлов, а сами металлы — алюминий, титан, железо, никель и другие, драгоценные и редкие, металлы. На Луне они сконцентрированы в рыхлом слое реголита (покрывающей Луну шероховатой смеси камешков и песчинок) в виде обломков астероидов. Гипотетически эти металлы могут быть использованы для промышленной переработки в космосе, а самые ценные из них — доставлены на Землю.
Больше всего «сокровищ» на астероидах Главного пояса (область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, в которой сосредоточено множество астероидов). Американские астрофизики не раз заявляли в прессе, что астероид размером около километра в диаметре содержит ресурсов более чем на триллион долларов. Для азарта частично подсчитана стоимость Психеи — астероида размером 200 км с запасами железа, никеля, золота и платины. В ее породах около 0,5 %, или 110 млрд тонн, благородных металлов. Стоимость только железа, извлеченного из этого астероида, составила бы 10 тыс. квадриллионов долларов. Но в здравом уме никто не будет планировать добычу этих ископаемых. Потенциально интересные крупные астероиды, такие как Церера и Психея, вращаются слишком далеко от Земли — за сотни миллионов километров. И хотя NASA планирует в 2022 году запустить зонд к Психее (он будет лететь к цели четыре земных года), результаты миссии будут представлять исключительно научный интерес.
Более перспективными считаются мелкие астероиды, находящиеся на более близких к Земле орбитах, такие как (6178) 1986 DA — «камешек» диаметром около трех километров, предположительно содержащий около 100 тыс. тонн только платиновых металлов, или 2006 RH 120 — совсем маленький астероид диаметром несколько метров, который, вероятно, является обломком Луны.
«Высказываются предложения медленно транспортировать небольшие и богатые ресурсами астероиды еще ближе к Земле и разделывать их в лунно-земных точках либрации (пять точек стабильности, где гравитационное притяжение обоих тел отменяет друг друга. — “Эксперт”) Такого рода задача кажется подъемной, но в очень далекой перспективе из-за сложности и дороговизны логистики», — отмечает Анатолий Петрукович.
Многие ученые полагают, что добыча драгоценных и редких металлов в космосе будет целесообразной лишь в случае исчерпания этих ресурсов на Земле, чего в ближайшую пару сотен лет не предвидится. Сегодня извлечь прибыль из этого бизнеса нереально. Себестоимость внеземного вещества определяется стоимостью космической миссии. Подсчитано, что вся американская пилотируемая лунная программа в ценах начала 1970-х годов обошлась в 25 млрд долларов, в итоге на Землю было доставлено 381,7 кг образцов лунных пород и грунта, стало быть, стоимость одного килограмма этого вещества составляет порядка 65,5 млн долларов. Стоимость килограмма земной платины, по данным Центробанка РФ на ноябрь 2020 года, — 2 324 090 рублей (около 31 тыс. долларов).
Вода для топлива
Первый реальный космический кандидат на промышленное освоение — вода, значительные запасы которой (порядка 600 млн тонн) содержатся в виде грунтового льда, преимущественно на полюсах Луны. Это не тот ресурс, который будут возить с Луны на Землю (в этом нет ни необходимости, ни экономической целесообразности), но необходимый ресурс для пребывания человека на земном спутнике и его дальнейшей экспансии в космос. Он будет использоваться на Луне в качестве источника жизни для людей, работающих на базах, основы для получения электроэнергии методом электролиза, производной для ракетного топлива, а также средства охлаждения двигателей космических аппаратов. За лучшие места посадки рядом с залежами водяного льда развернется соперничество между державами, планирующими пилотируемые лунные миссии. Близость к воде станет залогом успеха этих миссий — их продолжительности и возможности планировать дальнейшую экспансию в космос, в частности на Марс.
«Такие проекты утратили фантастичность и серьезно разрабатываются, а наиболее ценным ресурсом будет то, что позволит их реализовать, то есть построить обитаемую базу и обеспечить ее работу, — уверен заведующий лабораторией сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) РАН Михаил Иванов. — Признаки существования водяного льда — одна из причин, по которой серьезные космические агентства рассматривают южную полярную область Луны в качестве приоритетного объекта изучения и освоения». На южном полюсе, предположительно, больше грунтового льда и, соответственно, материала для жизни и работы.
Из воды, вернее из выделенных из нее водорода и кислорода, на Луне будут производить криогенное топливо для ракет, и это производство будет гораздо эффективнее земного.
«Предварительные расчеты показывают, что затраты на разработку технологии извлечения и обогащения полезных газовых компонентов из лунного реголита составят несколько сотен миллионов долларов с периодом окупаемости в течение первых двух-трех лет, — отмечает заведующий лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Евгений Слюта. — Снижение затрат на транспортировку топлива и компонентов для жизнеобеспечения позволит значительно ускорить процесс освоения Луны и создание первичной инфраструктуры для постоянного обитания или периодического посещения жилых модулей на лунной поверхности. Если же пользоваться земными ресурсами, то на поддержку транспортного моста с Луны на Землю ежегодно будет уходить порядка 14,85 миллиарда долларов, или более триллиона рублей».
Наличие постоянно работающей базы на Луне, в свою очередь, позволит проводить эксперименты, интересные не только для науки, но и с точки зрения их возможной коммерциализации на Земле. По словам гендиректора КБ «Ларос» Олега Ларионова, ученые обсуждают идею выращивать на Луне оптоволокно, пропускная способность которого будет на несколько порядков выше, чем у того, что изготовлено в условиях земной гравитации. Таких имеющих потенциал проектов будет становиться все больше по мере накопления опыта работы лунных баз.
Гелий-3 вместо нефти
Луна также привлекает наличием редкого вещества под названием гелий-3, который точно можно использовать в «земной» экономике, то есть добыть на Луне, привезти на Землю и уже здесь применять. Это изотоп гелия, его миллиарды лет разносит в космосе солнечный ветер. До Земли этот элемент не долетает из-за магнитного поля, но «врезается» в другие небесные тела, в частности в Луну, оставляя «следы» в ее реголите. Его рассматривают как перспективное топливо для безопасной ядерной энергетики. Термоядерные реакции, протекающие с участием гелия-3, в отличие от других подобных реакций идут с выделением не нейтронов, а протонов. Последние не проникают в конструкцию реактора, не разрушают ее и не способствуют радиоактивности, стало быть, не выделяют опасных отходов.
Энергетическая ценность гелия-3 такова, что одна тонна вещества способна заменить 20 млн тонн нефти. Предположительно, в тонне лунного грунта содержится 10 мг гелия-3, а всего на Луне около миллиона тонн этого изотопа. При исчерпании углеводородов на Земле гелий-3 может стать главным источником энергии для человечества. Правда, физики пока не освоили технологию термоядерной реакции гелия-3 с дейтерием, при которой высвобождается большое количество энергии, но считается, что это лишь вопрос времени. В 2006 году на одной из научных конференций Николай Севастьянов, занимавший на тот момент пост главы РКК «Энергия», пообещал к 2015 году открыть на Луне жилую базу, а с 2020 года начать промышленную добычу гелия-3. Вскоре г-н Севастьянов был уволен с поста руководителя корпорации по инициативе «Роскосмоса», а лунная программа России стала развиваться по другому сценарию, без форсирования событий с добычей редкого изотопа. Пока на Земле нет дефицита нефти и газа, вопрос о необходимости разработки залежей лунного гелия-3 остается открытым. Но эту перспективу все космические игроки, в первую очередь Япония, держат в поле зрения.
Из ископаемых, которые можно добыть и привезти, интерес на Луне также представляют редкие металлы. Но их тоже оставляют на неопределенное будущее, так как стоимость их добычи и транспортировки на Землю пока перекрывает потенциальный выигрыш от их земного использования.
Не исключено также обнаружение совершенно новых типов ресурсов, о которых на Земле сейчас неизвестно. По словам Анатолия Петруковича, «можно предположить гипотетически, что, если будет найден какой-то инопланетный артефакт или новый суперэффективный природный источник энергии, то за него начнется настоящая рубка. И это, на самом деле, не намного более фантастичный сюжет, чем разработка на Луне гелия-3».
In Luna veritas!
Второй виток большой космической гонки будет связан именно с освоением земного спутника. После успешной посадки на нем советской автономной межпланетной станции «Луна-2» в 1959 году, высадки американских астронавтов в 1969 году и удачной «парковки» двух советских луноходов в начале 1970-х, более двадцати лет на его поверхность ничего не отправляли с Земли. Возрождение интереса к Луне началось в 1990-е: к этому времени значительно возросло качество научной техники и стало ясно, что многие вопросы, к примеру о минеральном составе поверхности Луны, о наличии там воды или льда, об особенностях затемненной части, можно более достоверно исследовать с орбиты или с поверхности. Почти все новые проекты были интернациональными.
Россия по известным земным причинам в то время не смогла продолжить заложенные в СССР традиции лунной программы, но разрабатывала приборы для зарубежных миссий. В 2009 году в составе американского зонда LCROSS к Луне полетел созданный учеными ИКИ РАН лунный исследовательский нейтронный детектор LEND, а в 2019-м достиг Луны индийский зонд «Чандраян-2», на который «Росатом» поставил источники излучения на основе радиоактивного кюрия-24, предназначенные для изучения состава пород небесного тела. Всего с начала века на Луну было отправлено около 20 космических аппаратов под флагами США, Евросоюза, Японии, Китая, Индии и Израиля, не все из них достигли цели. Собранные ими данные позволили ученым строить еще более амбициозные планы освоения земного спутника на 2020–2030 годы.
Главным трендом современных лунных программ развитых стран стали проекты размещения базы в полярных областях Луны, где LCROSS обнаружил запасы водяного льда.
Пять баз на два полюса
Что будут представлять собой базы, точно неизвестно. Возможно, это будет несколько близко прилунившихся автоматических станций, ведущих скоординированную деятельность. Например, луноход, который может собирать образцы грунта и отправлять их на Землю на возвратной ракете, или сети научных приборов. На начальном этапе высадившиеся на Луне современные посланники Земли, будь то люди или роботы, будут пытаться добыть лед и построить сооружения из реголита. Далее на подготовленные площадки на космических кораблях будут прибывать экипажи для работы вахтовым методом. Доставлять их будут специально разработанные для этих миссий сверхтяжелые ракеты. С большой долей вероятности к концу текущего десятилетия состоится минимум одна повторная высадка человека на Луне.
А недавно казалось, что события могут разворачиваться даже быстрее. На опережение играло NASA: на официальном сайте агентства до сих пор висит сообщение, что первая высадка астронавтов на Луне в XXI веке произойдет в 2024 году в рамках американской лунной программы «Артемида», к которой присоединились Австралия, Канада, Япония, Люксембург, Италия, Великобритания и ОАЭ. Сверхтяжелая ракета-носитель SLS (Space Launch System) должна будет доставить на Луну корабль Orion с экипажем, в котором будут мужчина и женщина, снаряженные самым прогрессивным оборудованием для изучения лунной поверхности. На 2020 год уже были намечены испытания ключевых элементов SLS и Orion, но, как сообщило в своем ноябрьском отчете NASA, из-за пандемии коронавируса их перенесли на конец 2021 года. Кроме того, серьезно урезан бюджет на разработку пилотируемого посадочного модуля на следующий год: вместо запрошенных 3,2 млрд долларов Сенат выделил лишь миллиард.
При обсуждении бюджета отмечалось, что программа рискованная как с точки зрения финансов (на «Артемиду» в течение пяти лет должны выделить почти 28 млрд долларов, более половины этой суммы — на посадочный аппарат), так и временных затрат. Поэтому не исключено, что возвращение американцев на Луну состоится не в 2024 году, а как минимум на год позже. Избранный президент США Джо Байден вроде бы выразил поддержку проекту, но в отличие от своего предшественника не поставил задачу реализовать его в рекордные сроки. Строительство базы на Луне специалисты NASA считают относительно недорогим проектом: по расчетам астробиолога Криса Маккея, приведенным в журнале NewSpace, она обойдется всего в 10 млрд долларов — дешевле современного авианосца.
Китай планирует совершить пилотируемый полет на Луну к 2030 году. Агентство «Синьхуа» регулярно сообщает о прогрессе в разработке технологий для сверхтяжелой ракеты-носителя «Чанчжэн-9», с помощью которой китайские тайконавты должны полететь на Луну. В качестве площадки для размещения базы рассматриваются залив Радуги в районе северного лунного полюса, а также кратер Кабеус в районе южного полюса. Годовой бюджет космической программы КНР, как следует из открытых источников, — свыше 11 млрд долларов.
Российская программа освоения Луны в XXI веке начнется со скромных запусков автоматических станций: на 2021 год запланировано прилунение аппарата в полярную зону для тестирования технологий мягкой посадки и первоначальных исследований. Второй запуск намечен на 2024 год, по его результатам будет составлена карта Луны для уточнения места парковки следующего, более серьезного роботизированного комплекса. Тот должен отправиться на Луну в 2025 году в район, где есть вода, чтобы добыть и привезти на Землю образцы грунта.
С 2009 года РКК «Энергия» ведет разработку дальнеорбитального пилотируемого корабля «Орел» массой 20 тонн, на котором полетят на Луну космонавты. К концу 2020 года корпорация должна представить статический макет корабля, а на 2023-й запланирован его первый испытательный запуск на ракете-носителе «Ангара-А5». К Луне «Орел» полетит на новой сверхтяжелой ракете, бюджет которой, по словам вице-премьера РФ Юрия Борисова, варьируется в диапазоне от 1 до 1,7 трлн рублей. Ее «Роскосмос» разрабатывает в двух модификациях: «Енисей», способный доставить на Луну 27 тонн полезного груза, и «Дон» грузоподъемностью 33 тонны на маршруте до Луны. Помимо корабля с помощью новой ракеты-носителя отправятся на Луну посадочно-взлетный комплекс массой 27 тонн и модуль лунной базы массой 27–32 тонны. Проект лунной базы разрабатывает ЦНИИмаш. Первая высадка космонавтов на Луне планируется в 2030 году, развертывание базы — в 2032–2035-м.
Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует строить базу при помощи 3D-печати. Таким образом будет создаваться все: от строительных материалов до инструментов и даже еды. На каком этапе проект, неизвестно. На сайте агентства сказано, что оно совместно с промышленностью изучает технические возможности доставки лунных модулей. Новостное европейское издание Euractiv.com предполагает, что Европа не сможет самостоятельно создать ракету-носитель и корабль и будет рассчитывать на мощности США или России для доставки евронавтов на Луну. Известно, что ЕКА получило рекордный бюджет от Евросоюза до 2025 года — 14,4 млрд евро, большая его часть будет израсходована на осуществление пилотируемой миссии на Луну.
Проект по отправке людей на спутник Земли есть и у Японии, его сроки много раз сдвигались, актуальная дата — 2030 год. До этого японцы намереваются построить на Луне базу с помощью роботов. Технологии для решения этой задачи отрабатывают крупные японские предприятия JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований) и Kajima Corporation в кооперации с Технологическим институтом Сибаура, Университетом электрокоммуникаций и Киотским университетом. Они создают лунный трактор и экскаватор, которые, прилетев на место, должны будут подготовить участок для строительства, выкопать яму для закладки фундамента, возвести саму базу и покрыть ее реголитом для защиты от радиации и мелких метеоритов. Управлять машинами будут с Земли. По данным открытых источников, бюджет базы — 2,2 млрд долларов. К 2035 году Агентство аэрокосмических исследований Японии планирует построить на Луне завод, производящий водородное топливо. На чем японцы полетят на спутник, не сообщается. Ранее, в 2007 году, Япония запускала к Луне зонд «Кагуя» при помощи собственной ракеты-носителя H-IIA, также страна имеет собственный грузовой беспилотный корабль «Конотори», регулярно летающий к МКС.
Параллельно Япония участвует в американской лунной программе «Артемида», в следующем финансовом году (апрель 2021 — март 2022 года) на нее будет выделено порядка 80 млрд иен, или 770 млн долларов, тогда как общий бюджет JAXA на тот же период составит 2,6 млрд долларов. Основная часть «лунных» средств пойдет на разработку нового беспилотного корабля для полетов к создаваемой в рамках «Артемиды» станции Gateway на окололунной орбите.
В элитный клуб «покорителей Луны» рвется и Индия. Но, несмотря на ее впечатляющие успехи в изучении спутника Земли с помощью автоматических аппаратов, о высадке индийских космонавтов на нем в обозримом будущем речи не идет, так как в составе индийской миссии они вообще никогда еще не летали в космос. Не исключено, что часть проектов пилотируемых лунных миссий и строительства баз будет передвинута на более поздний срок, а некоторые участники лунной гонки и вовсе сойдут с дистанции как самостоятельные игроки и присоединятся к более успешным программам.
Кто заплатит за Луну
Главными инвесторами в освоение недр Луны остаются государства, заказы на исполнение конкретных проектов отдаются как государственным, так и частным компаниям. В США, Евросоюзе, Японии, львиная доля контрактов уходит частникам, в России, Китае и Индии — преимущественно государственному сектору. В 2016 году NASA заключило с Boeing, Lockheed Martin, Orbital ATK, Sierra Nevada Corporation, NanoRacks и Bigelow Aerospace соглашения на разработку космических аппаратов и жилищ для астронавтов на Луне. В 2020 году агентство выделило 967 млн долларов на разработку проектов лунных посадочных модулей для программы «Артемида» трем частным компаниям — Blue Origin, SpaceX и Dynetics. И еще 15 фирм получили 370 млн долларов на различные проекты на Луне, например на разработку криогенного топлива из жидкого водорода и кислорода (Lockheed Martin, SpaceX, Eta Space и United Launch Alliance), адаптацию сетей 4G для космоса и сборку лунного варианта сотовой вышки (принадлежащая Nokia корпорация Bell Labs), создание устройства на основе метана и солнечной энергии для извлечения кислорода из лунного реголита (Sierra Nevada Corporation).
Европейское космическое агентство заключило контракт на 327 млн евро с франко-итальянским производителем спутников Thales Alenia Space для изготовления двух модулей для лунной космической станции Gateway в рамках американской программы «Артемида». Лидер на рынке коммерческих запусков ЕС — французская компания Arianespace — разрабатывает ракету для доставки грузов на Луну, а также лоббирует в ЕКА идею о создании собственной ракеты-носителя и космического корабля для пилотируемых полетов к спутнику.
Лунная программа Японии поддерживает совместный проект JAXA, Toyota Motor Corporation и Bridgestone Corporation по созданию пилотируемого лунного ровера с запасом хода 10 тыс. километров. Собственный луноход разрабатывают iSpace Inc. и NGK Spark Plug. На 2021 год запланирована доставка и испытания твердотельных аккумуляторов производства NGK Spark Plug на Луне.
Китайское правительство в 2014 году анонсировало открытие космоса для частных компаний, с того времени три компании удачно испытали суборбитальные ракеты. Участвует ли китайский бизнес в лунной программе, неизвестно.
В России вне конкуренции за космические заказы госкомпании, такие как РКК «Энергия» или РКЦ «Прогресс». Частные космические проекты в основном сосредоточены в Сколково. Единственный лунный проект — «Луна семь», предусматривающий создание на Луне обитаемой базы, разрабатывал резидент Сколково «Лин индастриал». Работы велись в инициативном порядке и не нашли инвестора. «Идея была представлена в “Роскосмосе”, но особого интереса не вызвала. Проводились также совместные работы с МГУ (моделирование в виртуальной реальности), Институтом медико-биологических проблем РАН. В 2017 году проект был представлен на выставке “Россия, устремленная в будущее”. Сегодня предложения “Луны семь” устарели», — признался гендиректор «Лин индастриал» Александр Ильин.
Среди частных инвесторов в лунной гонке участвует миллиардер, владелец сети гостиниц Budget Suites of America Роберт Бигелоу. Его стартап Bigelow Aerospace разработал надувной модуль для космической станции и планирует вывести его на орбиту Луны в 2022 году.
Не жалеет миллиардов и глава Amazon Джефф Безос: он намерен в 2024 году запустить пилотируемую миссию на Луну. У него уже есть ракета New Shepard, а также капсула для посадки Blue Moon, способная доставить к цели до 6,5 тонны грузов. На презентациях г-н Безос рассказывает о богатой ресурсами лунной поверхности. Есть еще россиянин, бывший совладелец Mail.Ru Group Юрий Мильнер, но он, инвестируя сотни миллионов долларов в американскую науку, устремлен не конкретно на Луну, а в дальний космос. Известно и о неких австралийских ресурсных компаниях, которые собираются вложиться в добычу воды на Луне.
Что же будет, если все заявленные игроки, и государственные и частные, в конце текущего — начале следующего десятилетия благополучно доберутся до спутника Земли и начнут возводить там жилые комплексы и заводы, строить заправки для ракет и устанавливать сотовые вышки? Появится новая отрасль экономики, с астрономическим размахом инвестиций и особым законодательным регулированием. На международном уровне будут прописаны условия посадки аппаратов и строительства баз на Луне, на национальных — возможности владеть космическими ресурсами, которые к тому времени окончательно утратят статус «достояние человечества».
0
120.00
