Экологические проблемы могут стимулировать добычу полезных ископаемых на астероидах

Добыча полезных ископаемых на астероидах — одна из тех тем, которая звучит так, словно она из научной фантастики. Но в последние годы, с появлением более дешевых вариантов запуска, добыча космических камней может стать совершенно экономичной. Дополнительным плюсом является то, что получение важных ресурсов с астероидов может способствовать переходу к экологически чистым практикам и технологиям прямо здесь, на Земле.

В недавней исследовательской работе группа академических исследователей из Горной школы Колорадо во главе с доктором Максвеллом Флемингом присоединилась к члену Международного валютного фонда Мартину Штюрмеру для изучения этой темы. Их работа рассматривает множество факторов, в том числе более низкие затраты на запуск, и задает вопрос: «Что, если эти затраты продолжат снижаться, что сделает добычу полезных ископаемых на астероидах или на Луне осуществимой?»

Они проанализировали наиболее важные факторы и использовали модель роста Рамзи, чтобы оценить экономию затрат и динамику инвестиций, связанную с переходом от наземной добычи полезных ископаемых к космической. Эта модель описывает устойчивые темпы экономического роста с точки зрения рабочей силы, капитала и технологий. Что касается космической добычи полезных ископаемых, вопрос о рабочей силе остается открытым, поскольку такая деятельность, вероятно, будет в основном роботизированной. Инвестиционный капитал, вероятно, не является проблемой, но развитие такой технологии сопряжено с трудностями.

После изучения затрат на добычу полезных ископаемых здесь, на Земле – как экономических, так и экологических – ответ довольно прост. Они пишут: «Мы обнаруживаем, что переход добычи полезных ископаемых с Земли в космос потенциально может обеспечить дальнейший рост использования металлов на Земле, одновременно ограничивая экологические и социальные издержки. В то же время такой переход может потребовать верхнего предела экологических и социальных издержек на Земле, чтобы стимулировать инвестиции в исследования и разработки в области космической добычи».

Горное дело на Земле и астероидах

Наземная добыча полезных ископаемых — старая и знакомая концепция. В «старые времена» добывать руду из-под земли было довольно дешево. Шахтеры добывали руду и отправляли ее на рынок. В более современные времена в большинстве горнодобывающих предприятий помимо человеческого труда используется автоматизация. В наши дни стоимость добычи полезных ископаемых за последнее столетие выросла в 60 раз. Это также невероятно вредно для окружающей среды.

Многие полезные ископаемые сегодня важны для технологий чистой энергии, необходимых для более эффективного транспорта, связи и других аспектов современной жизни. Полный переход на чистую энергетику во многом зависит от доступности меди, кобальта, никеля, цинка, серебра и других. Увеличение затрат на добычу полезных ископаемых и истощение этих ресурсов влияют на переход к экологически чистой энергии. И, конечно же, такая добыча всегда имеет экологические последствия.

Проблемы космической добычи полезных ископаемых

Имея это в виду, люди обращают внимание на космические ресурсы. Это означает астероиды и, возможно, Луну. Астероиды — особенно вкусная цель. Они просто плавают повсюду и, похоже, богаты рудой. Конечно, есть проблемы с добычей этих руд. Сначала шахтерам предстоит добраться до астероидов. Или нам нужно построить роботизированные горнодобывающие предприятия, которые будут работать на астероидах в суровых условиях космоса. Затем всю эту руду необходимо перевезти обратно на Землю для переработки и, в конечном итоге, включения в наши чистые технологии. В долгосрочной перспективе это могло бы стимулировать экономический рост здесь, на родной планете.

Оставляя в стороне вопросы «Кому это выгодно?» и «Следует ли нам беспокоиться об экологическом ущербе, нанесенном астероидам и околоземному космическому пространству?», добыча полезных ископаемых на астероидах действительно представляет собой интересную и прибыльную задачу». Ведь они просто "плавают" там и, кажется, богаты множеством руд. Конечно, есть проблемы с добычей этих руд. Сначала шахтерам предстоит добраться до астероидов. Или нам нужно построить роботизированные горнодобывающие предприятия, которые будут работать на астероидах в суровых условиях космоса. Затем всю эту руду необходимо перевезти обратно на Землю для переработки и, в конечном итоге, включения в наши чистые технологии. 

Проблемы космической добычи полезных ископаемых

Одним из потенциальных камней преткновения является вопрос: «Как мы узнаем, какие астероиды богаты рудой?» Хотя планетологи знают немало об этих остатках сотворения Солнечной системы, многое остается неизвестным. Например, на основе образцов астероидов ученые знают, что содержание некоторых минералов в астероидах выше, чем здесь, на Земле. Например, на астероидах больше всего кобальта, никеля и иридия. Но о чём мы говорим? Это неизвестно, поскольку у ученых нет достоверных данных о каких-либо «запасах», существующих на этих объектах. Конечно, по мере того, как НАСА и другие организации будут отправлять новые зонды к астероидам, эта база знаний изменится. В конце концов, компании, заинтересованные в добыче полезных ископаемых, смогут разрабатывать более конкретные планы на основе технико-экономических обоснований и миссий (таких как OSIRIS-REx), отправленных космическими агентствами.

Еще одним потенциальным барьером является развитие реальных горнодобывающих технологий. Есть вопросы удобства использования, безопасности и стоимости. Любое оборудование должно будет постоянно работать в условиях низкой гравитации, близкой к вакууму. Одно дело отправить маленького испытательного робота исследовать астероид, и это дает некоторые первоначальные представления о горнодобывающем оборудовании. Но масштабная добыча полезных ископаемых для решения некоторых экологических проблем здесь, на Земле, потребует полномасштабной операции. Авторы статьи ожидают, что как только эти проблемы будут решены, космическая среда практически не пострадает. Кроме того, они заявляют, что затраты на транспортировку руды обратно на Землю (или околоземную орбиту) выиграют от использования гравитационной скважины. Ряд проблем в технологической сфере требуют решения.

Что мы получаем?

Авторы исследования использовали модель роста, чтобы наметить возможное будущее космической добычи полезных ископаемых. Они пришли к следующим выводам. Во-первых, в конечном итоге вполне может произойти переход от добычи ресурсов Земли к эксплуатации ресурсов астероидов. На это будет влиять объем экологического ущерба, нанесенного здесь, на родной планете. Во-вторых, потребуются довольно значительные инвестиции в исследования и разработки по добыче полезных ископаемых на астероидах. В-третьих, затраты должны снизиться по мере того, как компании внедряют больше технологий для добычи полезных ископаемых. В-четвертых, в краткосрочной перспективе, поскольку запасы руды на Земле истощаются, затраты могут вырасти, что может замедлить переход к экологически чистой энергетике. Но если станут доступны огромные количества руды из космоса, в конечном итоге затраты снизятся. Это может сигнализировать об ускорении перехода.

Есть важный фактор, который повлияет на будущую добычу полезных ископаемых в космосе: кому принадлежат астероиды? Хотя целью статьи было изучение экономической модели космической добычи, необходимо также изучить политические и социальные аспекты. Права собственности в космосе должны быть разъяснены, особенно в свете Договора по космосу. Некоторые страны и компании очень заинтересованы в разработке ресурсов, и Договор может помешать им в этом, а может и не помешать. Кроме того, в игру вступают вопросы рынка, государственно-частного партнерства, налогообложения и других аспектов ведения бизнеса.