Чому колонізація Місяця найближчими роками стане однією з найприбутковіших справ?

Час для читання: 11 хвилин

З першого візиту астронавтів NASA на Місяць пройшло рівно 50 років. Сьогодні польоти на природний супутник Землі є важливими не лише для космічних досліджень, а й для розвитку бізнесу комерційних компаній.

Координатор проектів EOS Data Analytics, кандидат історичних наук Наталія Боротканич та аспірант фізичного факультету Львівського національного Університету Мирослав Кашеба розмірковують про те, чому колонізація Місяця найближчими роками стане однією з найприбутковіших справ для світових космічних агентств і ракетобудівних компаній.

Через 50 років після того, як астронавти «Аполлона-11» здійснили свою історичну посадку на поверхню Місяця, NASA оголосило про початок програми «Артеміда», у планах якої поновити пілотовані польоти до природного супутника Землі, а у складі екіпажу вперше буде жінка.

У травні президент США Дональд Трамп дав завдання NASA повернути на Місяць людей до 2024-го року і оголосив про виділення у бюджет NASA додатково $1,6 млрд на освоєння Місяця і Марса. За оцінками адміністратора NASA Джеймса Брайденстайна, загальна вартість реалізації програми «Артеміда» сягне $20−30 млрд.

Індія вирішила відзначити ювілей «Аполлона» запуском зонду Chandrayaan-2, який повторить шлях астронавтів, хоч і за трохи іншою траєкторією. Космічний апарат доставить на поверхню Місяця посадковий модуль Vikram, з якого виїде автоматизований ровер Gragyan (у перекладі із санскриту — «Мудрий»). Апарат шукатиме воду та гелій-3 на Південному полюсі, а також аналізуватиме хімічний склад ґрунту і кам’яних порід. Наразі запуск, який було заплановано на 15 липня, з технічних причин перенесено щонайменше на 10 днів.

Минулого тижня україно-американська компанія Firefly Aerospace бізнесмена Макса Полякова розповіла про плани створити місячний спускний модуль. Космічний апарат створять на основі ізраїльського Beresheet, який розробила Israel Aerospace Industries. Firefly Aerospace обіцяє вдосконалити технологію, а новий апарат матиме назву Genesis.

У вересні минулого року Ілон Маск влаштував прес-конференцію в одному з ангарів «SpaceX», присвячену космічному туризму. А саме — пілотованому польоту на орбіту Місяця. У ній брав участь один японець. Цей японець особливий тим, що вже викупив усі місця на політ. Його звати Юсаку Маезава. Зараз він займається колекціонуванням витворів мистецтва. Якраз на прес-конференції він висловив захоплення Місяцем і розповів про свою мету — відправити на Місяць митців (фотографів, художників, архітекторів, музикантів, композиторів, сценаристів, режисерів), які під враженнями від побаченого зможуть створити фантастичні витвори мистецтва, для яких буде організовано спеціальну виставку по всьому світу.

Місячний марафон

Останнім часом поняття «космічна гонка» відновлює свою актуальність. Зі зростанням кількості учасників це явище стає щораз більш значущим. Попри це, таке завдання досі дуже витратне фінансово. Навіть на Міжнародну космічну станцію не так і дешево відправляти людей і корисні вантажі. Якщо вважати, що вихід до МКС — це човниковий біг (але 5 разів, а не класичних 4), то політ на Місяць порівняно з ним — повноцінний марафон. Це за умови, що відстані прямі. Але у космосі апарати рухаються не прямо, а по кривих орбітах, що значно збільшує час подорожі і відстань до пункту призначення. Якщо ж пряму відстань до Місяця прийняти за 300-метрівку, то найкоротша пряма відстань до Марсу буде тепер марафонським забігом. На таких прикладах можете порівняти, наскільки для однієї людини є фізично витратними такі пробіжки.

Тому у космічних агентств виникає проблема рентабельності таких польотів. Космічна галузь — не з тих, які зосереджені лише на прибутку. Але це не значить, що вони зовсім не приносять доходу. Європейське космічне агентство надає комерційним організаціям додаткові послуги через супутники Galileo за окрему плату. NASA за всю історію свого існування набрало тисячі патентів. Тому, тримаючи в руках акумуляторний шуруповерт, пробігаючись у своїх кросівках на м’яких підошвах чи застібаючи одяг липучками, добряче подумайте, чи варто говорити, що від космічної галузі немає жодної користі у побуті. Адже все перелічене вище — її розробки.

Стратегічний ресурс Місяця

31 серпня 2018 року Джон Кук (John Cook), колишній учасник програми Space Shuttle і МКС, опублікував статтю, в якій він порівняв дослідження космосу із розвідкою західних регіонів Америки у XIX ст. Кук провів аналогії між тим, як золота лихоманка була причиною розвитку економіки і як Місяць може стати тією самою «золотою лихоманкою», але вже у космосі. Він робить основний акцент на ролі Місяця і/або навколомісячної орбітальної станції як проміжному пункті у подорожі до Марсу. Найуспішніші світові відкриття нових кордонів зазвичай відбуваються за умов розумного використання доступних на маршруті ресурсів, як-от вода.

Кук описує ситуацію, в якій перебуває космічне агентство. А ситуація така: є вагомі підстави вважати, що на полюсах Місяця, заховані у тінях кратерів, зосереджені великі поклади водяного льоду. Вода відіграє роль золота у космічній золотій лихоманці. З води можна отримати потужне паливо, що є валютою космічних подорожей: розкласти воду на складові компоненти — сформувати з неї молекули водню та кисню, зрідити — і паливо готове. Можливо використати воду і для «побутових» потреб — дихання та захисту від радіації.

Але вагомі підстави — це ще не стовідсоткова гарантія, що вона там є. Власне, метою дослідження Місяця, є підтвердити наявність цих покладів. З іншого боку, попит ще не зорганізований, зокрема як і сам космічний ринок. Інвесторам потрібен чіткий план і гарантії, що їхні вкладення окупляться у найкоротші терміни. Поки що таким планом може бути реалізація міжпланетної заправної станції на навколомісячній орбіті. Доставкою палива на орбіту можуть зайнятися приватні компанії. Сама дозаправка може бути реалізована двома способами: заправка «на льоту» або заміна порожнього паливного бака на повний. Спочатку паливо доставлятимуть із Землі, але у перспективі, завдяки розвідці поверхні Місяця за допомогою роботів (можливо, керованих із Землі та місяцеходів), вдасться знайти корисні ресурси, навіть ту саму воду. Вагомим аргументом на користь видобування палива на Місяці для міжпланетної заправної станції є те, що гравітація поблизу Місяця набагато менша, ніж біля Землі. А це значить, що потрібно витратити набагато менше палива, щоб доставити його з Місяця на орбіту, ніж із Землі. Як прямий наслідок — залишиться більше палива для подорожі у відкритий космос, Марс, для прикладу.

Також напрацьовані методи та досвід із пошуку води і її переробки на Місяці можна буде використати на Марсі. Але варто пам’ятати про вже здобутий досвід. Тут автор акцентує на Міжнародній космічній станції, а саме на міжнародній співпраці, завдяки якій цей проект став реальністю. Крім цього, деякі завдання можна покласти на підприємців (логістика, видобування), тоді як державні космічні агентства (NASA, ESA тощо) зможуть більше зосередитись на дослідженнях.

Як висновок, ідея логістичного вузла за межами земної гравітації — не безнадійна і має багато переваг та практичних рішень для економічної вигоди на майбутні проекти.

Крім добування води з льоду на Місяці, є перспектива добування ізотопу Гелій-3. Цей ізотоп є ключем до безмежної влади енергії, адже в термоядерній реакції 3He + 3He = 4He + 2p + 12.9 МеВ він створює абсолютно безпечний Гелій-4 (той самий, що у повітряних кульках), 2 протони, які, на відміну від нейтронів, достатньо легко екранувати (захиститись від їхнього впливу) та дає значну кількість енергії. Фактично, це екологічно чисте джерело енергії. Як повідомив пресі керівник Індійської організації із космічних досліджень (ISRO) доктор Сіван, запаси ізотопу Гелія-3 на Місяці теоретично можуть забезпечити глобальні енергетичні потреби людства щонайменше на 250 років.

У тісній співпраці з бізнесом

Президент Трамп бачить можливість реалізації програм США з освоєння Місяця та Марса у тісній співпраці NASA із приватними компаніями. На засіданні Національної космічної ради, роботу якої відновили за ініціативою Трампа, він сказав, що Сполучені Штати розраховують на допомогу деяких космічних підприємців, як-от Маска і Безоса, у досягненні амбітних цілей. «І, знаєте, — сказав президент, — я завжди казав, що багаті хлопці, схоже, люблять ракети. …Якщо ви випередите нас у польоті на Марс, ми будемо дуже щасливі, а ви — ще більш відомі».

Дональд Трамп видав кілька директив, які полегшують доступ приватних космічних компаній, як і традиційних аерокосмічних фірм, до державних контрактів, і має на меті заохочувати перших інвестувати в нові технології. NASA вже зробила перші кроки для залучення ресурсу комерційного космічного сектора. У листопаді 2018 року агентство оприлюднило список із 9 американських компаній, з якими співпрацюватиме для доставки вантажів на Місяць. На цю программу NASA планує витратити $2,6 млрд.

Серед обранців хотілося б виділити україно-американську компанію Firefly Aerospace. Саме українські інженерні рішення, які розробляють фахівці в проектно-дослідницькому центрі в Дніпрі, будуть використанні в апаратах Firefly. У цьому є і економічна вигода. Створювати інтелектуально-технічний продукт в Україні менш витратно, ніж у Штатах.

Що на темному боці Місяця ?

На початку цього року китайський апарат «Чан’е-4» (Chang’e 4) здійснив посадку на зворотному боці Місяця у басейні Південний полюс — Ейткен. Це кратер, що, ймовірно, утворився від зіткнення супутника із величезним астероїдом мільярди років тому. Потужне зіткнення могло пробити місячну кору до шару мантії. Місія «Чан’е-4» допомагає з’ясувати, чи так це насправді, і дізнатися більше про історію єдиного природного супутника Землі.

«Чан’е-4» має ще одну особливість: він є першим проектом у рамках космічної програми Китаю, на реалізацію якого залучили приватні інвестиції від фізичних і юридичних осіб. Цей крок, за інформацією Державного управління оборонної науки, техніки і промисловості КНР, «спрямований на прискорення аерокосмічних інновацій, скорочення витрат на виробництво і підтримку цивільно-військових взаємовідносин»

Місія також аналізує радіосередовище на зворотному боці Місяця, щоб оцінити можливості для майбутнього розміщення тут радіотелескопів.

Ну і насамкінець — спроба проростити на зворотному боці Місяця насіння була успішною. А це відкриває подальші перспективи. Професор Се Ґенксін, який розробив експеримент для «Чан’е-4», заявив виданню South China Morning Post: «Ми зазирнули у майбутнє виживання в космосі. Те, що ці рослини змогли прорости в умовах низької гравітації, дозволить нам закласти фундамент для майбутнього створення космічної бази».

Toyota, Audi та 4G на Місяці

До проектів з освоєння Місяця активно долучаються й автомобільні концерни. Так, японський концерн Toyota і японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) домовилися про спільну розробку «Мунровера» — будинку на колесах для дослідників Місяця. Агентство JAXA поставило розробникам кілька конкретних умов. Зокрема, місяцехід Toyota повинен мати тисячокілометровий запас ходу і нести запас всього необхідного для двох осіб екіпажу — повітря, води і їжі — як мінімум на шість тижнів.

Приватна німецька компанія PTScientists оголосила про наміри відправити на Місяць ровери Lunar Quattro, які сконструюють спільно з Audi. Вони приземляться в районі посадки космічного корабля «Аполлон-17» і оцінять стан ровера, який залишили у 1972 році американські астронавти. Старт місії, який неодноразово переносили, наразі заплановано на 2020 рік.

Для забезпечення зв’язку з Землею будуть використовувати технологію 4G. Розгорнути мережу 4G компанія PTScientists планує у співпраці з оператором мобільного зв’язку Vodafone. На частоті 1800 МГц ровери будуть відправляти дані модулю Autonomous Landing and Navigation Module (ALINA), який потім передасть їх у центр управління місією у Берліні. На сайті компанії зазначено, що ровери будуть отримувати від сонячних батарей приблизно 90 ватт енергії. Половина цього об’єму знадобиться для пересування апаратів, а інша половина — на зв’язок із Землею.

Інфраструктура на Місяці для майбутніх поколінь

9 травня Джефф Безос, власник компанії «Amazon» та космічної компанії «Blue Origin», виступив перед публікою з промовою, у якій говорив про майбутнє Землі та долю людства. На його думку, всю важку промисловість варто вивести на орбіту Землі, а на поверхні нашої планети залишити всі міста, інфраструктуру, рекреації та зони для відпочинку. За умови постійного збільшення населення людства та обмежених ресурсів нашої планети, нам потрібно виходити у космічний простір, щоб людство не виживало, а мало можливість жити.

Щоб досягти цієї мети, людство повинно пройти через двоє «воріт»: здешевлення польотів у космос та видобування у космосі. Щодо першого, то зараз над цим працюють інженери, і зниження ціни польотів досягається за рахунок повторного використання ракет. А от другі «ворота» зараз пройти не можуть. Але можуть забезпечити базу для майбутніх поколінь.

Безос пояснив це на прикладі Amazon: «Коли я заснував Amazon, у мене була вся потрібна для цього інфраструктура. Тепер же я хочу створити таку інфраструктуру в космосі, щоб наступні покоління могли її використати для потреб людства». Основним вузлом у цій інфраструктурі він вбачає Місяць. Під час свого виступу він представив публіці дві важливі розробки: місячний посадковий безпілотний апарат «Blue Moon» і ракетний двигун «BE-7», розроблений спеціально для «Blue Moon». «Blue Moon» здатний доставити на поверхню Місяця 3,6 тонни вантажу (а у версії з більшою вантажопідйомністю це число зросло до 6,5 тонн).

Він оснащений лазерними датчиками, які разом із штучним інтелектом зможуть визначити ідеальне місце для посадки під час спуску на поверхню Місяця. Паливні резервуари здатні забезпечити безперебійне джерело енергії більш ніж на два тижні (місячну ніч). І це не всі характеристики. Двигун «BE-7» працює на рідкому водні. Як заявив Безос, це найефективніше паливо. Крім того, на Місяці є його невичерпний ресурс — вода, про яку згадували раніше.

Він вбачає план адміністрації США повернути людей на Місяць до 2024-го року реальним до виконання лише тому, що вони почали працювати над «Blue Moon» ще 3 роки тому. А до кінця цього року Безос планує здійснити пілотований політ на ракеті «New Shepard» на земну орбіту.

Якщо коротко підбити підсумки, то зараз державні космічні агенції не відволікаються на розробку ракет-носіїв, а замовляють у приватних організацій доставку корисного вантажу на орбіту. Таким чином приватники вже отримують прибуток, а космічні агенції можуть зосередитися на інших завданнях, як-от дослідження чи розробка дослідних апаратів. Якщо говорити про прямий прибуток з космосу, то ця мета вимагає систематичних вкладень, які будуть повертатися не зразу, а набагато пізніше. Цей підхід вимагає стратегічного бачення.

А ми поки можемо стежити за розвитком історії, бути свідками епохальних змін і пишатися тим, що в цьому є частина української інженерної думки.


Джерело: techno.nv.ua

Рейтинг читателей
[Всего: 1 Средний: 5]

Добавить комментарий

0
Web Design BangladeshWeb Design BangladeshMymensingh