Вчені пропонують видобувати корисні копалини з кратерів Місяця

Нова наукова робота під керівництвом Джаянта Ченнамангалама пропонує революційний підхід до космічного видобутку корисних копалин. Замість складного процесу видобутку ресурсів безпосередньо з астероїдів, вчені пропонують зосередитися на залишках астероїдів, які вже потрапили на поверхню Місяця та утворили кратери.

Астероїди регулярно стикаються з Місяцем, про що свідчить велика кількість кратерів на його поверхні. Згідно з дослідженням, великі кратери діаметром понад один кілометр можуть містити значну кількість матеріалу від астероїда, який їх утворив. Комп'ютерні моделювання показують, що якщо астероїд рухається достатньо повільно, приблизно зі швидкістю дванадцять кілометрів на секунду, значна частина його матеріалу виживає після удару та розсіюється навколо кратера.

У деяких випадках цей матеріал розподіляється серед брекчії на поверхні кратера, але іноді він концентрується в центрі як суцільний шматок цінного матеріалу. Це створює потенційно доступне джерело ресурсів, яке не потребує складних космічних місій до віддалених астероїдів.

Для оцінки кількості кратерів, які можуть містити цінні ресурси, автори модифікували рівняння, яке спочатку розробив один з їхніх співавторів, Мартін Елвіс з Гарвардського університету. Оригінальне рівняння визначало п'ять факторів, які в сукупності давали загальну кількість астероїдів поблизу Землі, придатних для економічно вигідного видобутку ресурсів.

Перший фактор стосується ймовірності того, що астероїд належить до типу, який дійсно містить цінні матеріали. Для металів платинової групи це мають бути астероїди М-типу, які становлять приблизно чотири відсотки від загальної популяції астероїдів. Для води підходять астероїди С-типу, які трапляються частіше і становлять близько десяти відсотків.

Другий фактор визначає, який відсоток цих астероїдів достатньо багатий на потрібні матеріали. Дослідники оцінили цей показник у п'ятдесят відсотків для М-типу та тридцять один відсоток для С-типу.

В оригінальній формулі Елвіса наступний фактор враховував ймовірність доступності астероїда в космосі, зважаючи на необхідну зміну швидкості для досягнення його. Однак нова робота модифікує цей фактор, оскільки кожен кратер на Місяці доступний приблизно з однаковими енергетичними витратами. Новий фактор представляє ймовірність того, що астероїд переживе удар об Місяць, яка становить близько двадцяти п'яти відсотків для М-типу та нижчих вісім і три десятих відсотка для С-типу. Нижча виживаність С-типу пояснюється тим, що вода, яка скріплює ці астероїди, може випаруватися від нагрівання під час удару.

Ще один фактор, близький серцю кожного інженера, стосується ймовірності того, що інженерні виклики відновлення матеріалу є здійсненними. Кожен інженер буде радий почути, що в обох роботах цей фактор приймається за сто відсотків. Астрофізики та планетологи очевидно мають віру в те, що інженери зможуть подолати складності видобутку як на астероїдах, так і на Місяці.

Останній фактор знову відрізняється між оригінальною та новою роботою, але служить подібним цілям. В оригіналі він мав оцінити загальну кількість астероїдів, достатньо великих для прибуткового видобутку, тоді як у новій роботі він представляє кількість кратерів, достатньо великих для наявності значної кількості матеріалу, придатного для відновлення. Знову ж таки, для С-типу, що містить воду, розглядалися лише менші розміри кратерів, оскільки відомо, що вони створюють менші кратери.

З цими оцінками факторів нова робота розраховує, що на Місяці є на порядки більше кратерів з рудними покладами, ніж доступних астероїдів поблизу Землі зі значною кількістю придатного для видобутку матеріалу. Таким чином, здається, що краще зосередитися на місячному видобутку, ніж на астероїдному.

Однак існують деякі застереження. Очевидно, що будь-який інженер скаже, що економічно вигідне відновлення матеріалу зі ста відсотків кратерів неможливе, тому припущення про стовідсоткову успішність нереалістичне. Такі міркування, як розсіювання від удару та швидкість, з якою астероїд вдаряється об місячну поверхню, також мають значний вплив на економічну життєздатність відновлення цих матеріалів.

Є також міркування щодо місячної гравітації. Хоча вона допомагає полегшити інженерні зусилля з відновлення, вона створює перешкоди при спробі повернути видобутий матеріал назад у космос.

Зрештою, пропозиція роботи полягає в тому, щоб помістити супутник дистанційного зондування на орбіту з камерою високої роздільної здатності та перевірити, чи деякі з припущень про наявність матеріалу в кратерах є правдивими. Якщо це так, і якщо існує достатній економічний попит на цей матеріал, видобуток на Місяці замість астероїдів стає ще більш захоплюючою перспективою.