Проект, напоминающий сюжеты фантастических фильмов, обсуждают в НПО Лавочкина – одном из ведущих космических предприятий России. Компания, создавшая в свое время луноход, рассматривает возможность добычи в космосе минеральных ресурсов – платины, золота и даже драгоценных камней. Насколько технически и экономически перспективна такая идея?
Специалисты главного предприятия России в области создания межпланетных станций – НПО Лавочкина – задумались о технической возможности добычи ресурсов в космосе. Наиболее перспективными для начала промышленного освоения считаются астероиды. Исследователи полагают, что теоретически на Землю можно было бы доставить три–четыре тонны концентрированной руды.
Если это будет золото и платина, то добывающая компания может надеяться на рентабельность бизнеса. То есть запуск в космос может окупиться, следует из научной статьи, опубликованной в журнале «Вестник НПО им. С. А. Лавочкина».
Для таких выводов специалисты проанализировали имеющиеся и перспективные технологии, которые требуются для начала добычи ресурсов в космосе.
Космос, Золотые Пластинки Вояджер и их Содержание!
«Ракета класса «Протон-М» может доставить на Землю около 10 тонн концентрированной руды при начальной массе аппарата на отлетной от Земли траектории около 5500 кг, включая заправку рабочего тела около 3600 кг. Это позволяет надеяться на рентабельность добычи драгоценных металлов (Au, Pt и т. п.), с учетом реализации оптимистических прогнозов концентрации веществ в породе», – говорится в статье. Правда, уточняется, что посадка на Луну и старт с нее возможен только на химических двигателях.
Для начального этапа промышленного освоения астероидов рационально использовать межпланетный транспортный модуль с электрической двигательной установкой, считают в НПО Лавочкина. Правда, для создания такой техники потребуется разработать ряд отсутствующих на сегодняшний день технологий. Среди них: посадочная платформа, методы извлечения руды, агрегаты для обогащения вещества и отделения пустой породы, контейнеры для перевозки и возвращаемые аппараты.
«Технически добывать что-либо в космосе, как ни странно, не слишком сложно. Технология добычи мало зависит от того, происходит это на Земле или в космосе. Все упирается в доставку. И главная проблема в том, что пока нет элементов, которые бы оправдали такие большие затраты, даже если речь идет о золоте и платине. Не говоря уже о том, что нет данных, что какие-либо небесные тела содержат золото или платину в таких количествах, чтобы подобного рода добыча имела смысл», – полагает известный российский экономист, доцент кафедры фондовых рынков и финансового инжиниринга РАНХиГС Сергей Хестанов.
Точных знаний о содержании золота или платины в небесных телах пока нет. Авторы статьи об этом тоже говорят. В пример они приводят астероид (6178) 1986 DA диаметром около 3 км, который обнаружил в 1986 году японский астроном Минору Кизавой. Общее количество полезных металлов в этом астероиде оценивается примерно в 10 тыс. тонн золота, 100 тыс. тонн платины, 1 млрд тонн никеля. Однако эта оценка гипотетическая и сделана для мотивации дальнейших исследований объекта, признаются авторы статьи.
Как в космосе создаются самые ценные металлы
«Промышленному освоению астероидов должно предшествовать детальное изучение их физических свойств и минерального состава. Только после этого можно будет принимать решение о целесообразности экспедиций к астероидам с целью добычи их ресурсов, а также о методах разработки этих ресурсов», – оговаривается в статье.
«Теоретически ничего не мешает им сделать аппаратуру, которая будет бурить руду на астероиде и возвращать ее на Землю. Но стоимость будет настолько велика, что возникает вопрос, а стоит ли этим заниматься. Золото и платина – это не те элементы, которые могут оправдать добычу в космосе. На Земле их добыть гораздо дешевле», – считает Хестанов.
Грубый подсчет это доказывает. Тройская унция (31,1 грамма) чистейшего золота 999-й пробы стоит примерно 1200–1300 долларов. Даже если удастся действительно доставлять на землю с астероида три–четыре тонны золота, за добытое в космосе золото можно будет выручить 115–170 млн долларов. Затраты же могут оказаться в десятки раз выше.
Скорее всего, цена будет ближе к 1,19 млрд долларов в ценах на 2014 год – именно столько потратили на один запуск ракеты «Сатурн-5» США, чтобы добраться до Луны (всего на программу «Сатурн-5» в 60–70-х годах было потрачено почти 50 млрд долларов в ценах 2014 года). При этом «Сатурн-5» смог привезти всего 45 кг лунного грунта.
«Запуск «Протона» без добывающего аппарата на околоземную орбиту по нынешним ценам стоит, грубо, 90–100 млн долларов. Вернуть обратно больше пары тонн он не сможет. Но на околоземной орбите нет никакого золота, надо лететь дальше. Значит, техническая возможность что-то вернуть обратно резко – в разы – уменьшается. «Если «Сатурн-5» с Луны, а это ближайшее до нас космическое тело, смог привезти несколько десятков лунного грунта, то «Протон» сможет еще меньше. Потому что грузоподъемность «Протона» в 15 раз меньше, чем у «Сатурна», – удивляется Хестанов.
«Не исключаю, что чисто технически НПО Лавочкина может что-то подобное сделать. Возможно, это и есть демонстрация технологий с целью показать, что технически это нам по силам. Но экономически это абсолютно убыточное мероприятие», – считает собеседник.
По его словам, единственный пока элемент, который экономически будет оправданно добывать в космосе, – это изотоп гелия 3. Хотя на практике его никто не добывает, потому что задача создания термоядерного реактора, над которой бьются с 50-х годов прошлого века, так и не решена. «Но если когда-нибудь удастся запустить такой реактор, то добыча изотопа гелия 3, который содержится во многих небесных телах, и теоретически может быть оправданна. Хотя так это или не так, когда это будет и будет ли это вообще – пока одни вопросы», – рассказывает Хестанов.
Чтобы экономически оправдать добычу золота в космосе, этот драгоценный металл должен стоить в разы больше.
Так сильно золото может подорожать, если, например, его добыча на Земле истощится. Пару лет назад в Goldman Sachs говорили, что разведанные мировые запасы золота, алмазов и цинка иссякнут через 20 лет. А запасов платины, меди и никеля хватит на 40 лет добычи. Впрочем, речь лишь о разведанных запасах, которые с каждым годом могут расширяться.
«Еще как минимум 30 лет можно не беспокоиться. И даже если традиционные месторождения того же золота исчерпаются, то есть технологии добычи его из морской воды, а там уму непостижимо какие большие запасы. Сейчас это тоже не имеет экономического смысла, слишком дорого. Но когда золото подорожает, добыча из морской воды получит шанс», – заключает собеседник.
Источник: techrize.ru
Ликбез: добываем золото в космосе
Михаил Лапиков Нужно больше золота! Но где ж его найти? Наша планета, увы, истощает свои запасы. А если искать золото вне Земли? Набитые блестящими самородками астероиды только и ждут своих «расхитителей гробниц».
А мы подскажем, как до них добраться. Где лежит? На Земле тяжёлые драгоценные металлы ещё в незапамятные времена уплыли к расплавленному ядру и оставили на поверхности жалкие крохи былой роскоши. В космосе золоту, платине, иридию, германию и другим интересным (а главное — очень дорогим!) металлам тонуть негде.
В астероиде размером с частный загородный дом запросто отыщется центнер-другой ценного металла. Не гарантированно — но крайне вероятно. И совершенно не важно, что это будет: грязный снежок углеводородного астероида, смесь льда и щебёнки астероида силикатного или нагромождение железоникелевых конгломератов. и всё той же вездесущей мёрзлой грязи астероида металлического.
До этого бесхозного золота вполне можно дотянуться. Хотя бы в теории. Что же придётся сделать, чтобы добыть его на практике?
Как найти? В космосе не спрятаться и не замаскироваться. C помощью современной науки можно найти планету в другой звёздной системе и в общих чертах узнать её свойства. Чего уж говорить о ближних околоземных астероидах? Большие космические телескопы не потребуются.
Спутник-проспектор можно сделать очень маленьким. Почти игрушечный — всего четыре сантиметра — телескоп и простенький спектрометр отлично справятся. На двигателях тоже сэкономим: наноспутник готов двигаться хоть на солнечном парусе. Несколько десятков таких спутников можно вывести за один пуск.
За скромный промежуток времени (не больше трёх лет) они осмотрят несколько сотен астероидов. Если на поверхности или неглубоко под ней есть драгоценные металлы, их отыщут!
Как забрать? В капсулу размером с ведро поместится чуть меньше двухсот кило золота. Тонна влезет целиком в контейнер размером с ящик из-под картошки. Впрочем, проблема не столько в объёмах, сколько в массе. У любого космического аппарата реальная манёвренность определяется соотношением сухой массы и массы с полными баками. К счастью, есть вариант немного схитрить.
Отправлять что-то на Землю из космоса гораздо дешевле, чем поднимать с Земли. Капсула, полная золота, может затормозить об атмосферу, снизить избыток скорости парашютами и даже сравнительно точно попасть в удобный для сбора квадрат земной поверхности.
Без людей на борту можно действовать относительно грубо, а также отправить капсулу самой экономичной орбитой из всех доступных — за годик-другой полёта золото вряд ли испортится. Аналогичным образом можно смухлевать и с автоматами горной проходки. Если получится отыскать подходящее большое месторождение, добывающий комплекс отправим в один конец, на долгую вахту. Несколько тонн оборудования массой в один-два ракетных пуска обеспечат буквально десятки капсул — без необходимости каждый раз отправлять на борту достаточно сложные и дорогие якоря, пилы, буры. не говоря уже о манипуляторах с управляющим компьютером, моторами большой мощности и серьёзными источниками питания.
Почём ракета? Запуск одной ракеты средней грузоподъёмности обойдётся примерно в три миллиарда рублей — если правительство России запускает её для себя. В пересчёте на золото — около двенадцати центнеров. Это только вывод спутников разведки без их собственной цены. С ней цифра возрастёт чуть ли не вдвое. Зато одной удачной разведки хватит на годы.
Вывод первоначального оборудования обойдётся в ту ещё копеечку. Для околоземной низкой орбиты ценник будет 180-200 тысяч рублей за килограмм. А вот для полёта к астероидам придётся рассчитывать на что-то от 750 тысяч до 1,2 миллиона рублей за тот же килограмм — в зависимости от возможностей ракеты и эффективности двигателей космос‑космос.
Любая астероидная копалка-дробилка и транспортная капсула сами по себе тоже чего-то стоят — даже если делать их только из бытовых и сравнительно общедоступных деталей и экономить на всём подряд. Великим комбинаторам будущего придётся делать расчёты как минимум на сотню тонн оборудования и расходников. Очень грубая оценка такой программы — сто двадцать миллиардов рублей.
Бюджет хорошей области с миллионом постоянного населения. За эти деньги придётся накопать и отправить к Земле хотя бы 96-100 тонн золота. Больше — чтобы начать всерьёз получать какую-то прибыль.
Выдержит ли рынок? В одном астероиде (если повезёт) можно отыскать буквально тысячи тонн заветного жёлтого металла. Но что такое одна тысяча тонн золота? Это в два с половиной раза меньше годовой добычи золота на всей планете Земля. 86 процентов оборонного бюджета РФ на 2018 год или 29 процентов расходов пенсионного фонда России в 2017 году.
В масштабах даже одного государства — убедительно заметные, но всё ещё не безумные деньги. Мир их проглотит и не подавится. Пока гружёные золотом спутники не выйдут на сопоставимый объём постоянной добычи, заметного падения цен можно не опасаться.
А выйдут-то они не скоро: из-за реалий орбит даже в ближнем космосе прибытие ценного груза растянется по времени и дополнительно защитит экономику от быстрого обвала рынка. Как заработать на падении цен на золото, нам ещё граф Толстой увлекательно и живо рассказал чуть меньше века назад. Чего мы тогда ждём? По большому счёту, уже ничего.
Ракетная техника, надёжные роботы и управляющие компьютеры по отдельности уже есть. Следующим большим пузырём рынка (вместо поднадоевших народу криптовалют) запросто могут оказаться частные коммерческие стартапы за пределами околоземной низкой орбиты. Хватит этой увлекательной движухи минимум на четверть века. Будущее, до которого интересно дожить, уже не за горами!
- Край будущего
- Космос
- Солнечная система
- Полеты в космос
Источник: cont.ws
zelenyikot
Во время прочтения новости об успешном прилунении китайского зонда «Чанъэ-3», у некоторых возникли вопросы о том, что за странная золотая фольга покрывает этот аппарат. Я решил рассказать подробнее об этом.
Надеюсь, все знают, что в космосе бывает очень холодно и очень жарко, в зависимости от того есть поблизости источник теплового излучения или нет. К примеру, скафандр, в котором работают космонавты на орбите, рассчитан на эксплуатацию при температурах от — 100 до +100 градусов Цельсия. Но в космосе нет атмосферы, поэтому замерзнуть на ветру там невозможно, а вся передача тепла осуществляется излучением, прежде всего инфракрасным. И человеку и электронике для функционирования требуется выдерживать определенный баланс температур, поэтому им нельзя замерзать в тени и перегреваться под прямыми лучами Солнца. Для того чтобы остановить теплообмен между телом и внешней средой, на пути инфракрасных лучей необходимо поставить преграду — экран.
Такой преградой для космических аппаратов является ЭВТИ — экранно-вакуумная теплоизоляция. Вакуумная она не потому, что из нее откачивают воздух, а потому, что выполняет свое предназначение в вакууме.
ЭВТИ — это многослойная «ткань» из тонкой пленки с металлическим напылением. Это напыление может быть алюминиевым, медным, золотым. Мне встречались упоминания об иридиевом напылении.
Такая теплоизоляция используется и на Земле. К примеру в т.н. «Спасательных одеялах», но, поскольку, внизу у нас еще есть ветер и дождь, то полной защиты от холода она не дает.
В золото космические аппараты в массовом порядке стали одеваться сравнительно недавно, примерно одно-два десятилетие, поэтому еще не все привыкли к их новому образу. Хотя золотистой теплоизоляцией были покрыты уже аппараты NASA в программах Gemini и Apollo. Но, к примеру, космический корабль «Союз» по прежнему одевается в невзрачную «куртку»:
На заре космонавтики экранная теплоизоляция достигалась блестящими полированными боками спутников, или белой краской. Но по мере увеличения длительности эксплуатации аппаратов, становилось ясно, что требуется что-то более существенное.
Вот ранний «ватник», на макете лунного спускаемого аппарата «Луна-13» в музее НПО им. С.А. Лавочкина:
«Луна-13» совершила мягкую посадку в 1966 году и проработала на поверхности Луны 7 дней, пока не сели аккумуляторы.
Примерно такой же тканью были укутаны и советские луноходы. Однако, на распространенных повсюду снимках изображены «голые» макеты, которые отличаются внешне от тех аппаратов, что сейчас стоят на Луне.
Со временем теплозащита развивалась и к 90-м годам стала все ближе подходить к нынешнему золотому цвету.
Вот так выглядела ЭВТИ на космическом аппарате Марс-96, который вместо Марса в 1996 году отправился на дно Тихого океана, по вине разгонного блока «Д2»:
В музее НПОЛ можно увидеть макет пенетратора, закрытый ЭВТИ:
Во время старта такой тканью была покрыта практически вся станция.
Наконец, с приходом XXI века, началась «золотая» эпоха. При этом, важно отметить, разные производители ЭВТИ, имеют разные технологии, ноу-хау и секреты. Каждый производитель космических аппаратов выбирает наиболее подходящую ему модель теплоизоляции. Далеко не всякая «золотая фольга» по факту оказывается золотой: металлов, дающих такой оттенок, есть несколько.
Если кому интересно, в России ЭВТИ производит НИИ космических и авиационных материалов. Наверно не только они, но про НИИ КАМ я знаю наверняка.
Сравнить разную теплоизоляцию можно на фото космического телескопа Gaia Европейского космического агентства, который устанавливается на российский разгонный блок «Фрегат», производства НПО Лавочкина. Фото сделано всего три дня назад, а старт запланирован 19 декабря, т.е. через четыре дня:
Видно, что ЭВТИ отличается, хоть и оба типа ткани имеют золотистый оттенок.
Еще некоторые обратили внимание, что золотая пленка на китайском луноходе (точнее на макетах, которые ранее показывали общественности) несколько небрежно покрывает аппарат. Кто-то даже взялся обвинять китайцев в небрежности. Но давайте взглянем на новейший космический аппарат NASA MAVEN, который отправился на орбиту Марса месяц назад:
Уж американцев-то в небрежности не обвинить, но все равно ЭВТИ довольно свободно обертывает спутник. В том-то и дело, что эта изоляция не должна прилипать к поверхности, а должна выступать именно экраном, находясь между телом и средой, чтобы отражать инфракрасные лучи обратно к источнику.
Кстати, эта изоляция на MAVEN — с германиевым напылением, хотя ранее художники рисовали спутник в золотистой:
Подобная же ситуация вышла и с луноходом «Юйту». В золоте у него оказалась только мачта. Остальной же корпус покрыли серебристой «фольгой», хотя ранее демонстрировали полностью в золоте:
Вчера представители Европейского космического агенства сообщили, что договорились о долговременном сотрудничестве с китайцами, и пообещали, что все данные получаемые с лунных аппаратов Китая будут открыты для всех. Если это так, то я смогу готовить регулярные обзоры деятельности лунохода, как уже делаю с Curiosity.
Источник: zelenyikot.livejournal.com