Галактическая золотая лихорадка: добыча полезных ископаемых на астероидах

Во время нашего знакомства с основателем фонда X-Prize Питером Диамандисом (я рассказывал об этом в самом начале книги) он рассказал мне о возможности добычи полезных ископаемых на астероидах, утверждая, что первым триллионером на Земле станет тот, кто найдет способ создания космической промышленности. Пожалуй, более сумасбродных идей я никогда ни от кого не слышал. Для автора, пишущего на научные темы, проблема добычи полезных ископаемых на астероидах располагается где-то между «холодным ядерным синтезом» и «плащом-невидимкой» в списке вещей, появления которых едва ли стоит ожидать в обозримом будущем.

Но Питер утверждал также, что без промышленного освоения астероидов, то есть без экономического фактора, стимулирующего покорение космоса, человечество так никогда и не выберется со своей планеты. А вот с этим трудно не согласиться. По этой причине по окончании нашего разговора я решил исследовать данный вопрос более основательно.

Глава, которую вы сейчас прочитаете, является результатом моего исследования. Она стала первой статьей на подобную тему, опубликованной не в научно-фантастическом или футуристическом журнале, а в серьезном издании, нацеленном на обычную читательскую аудиторию. А это не так просто. Когда вы в следующий раз откроете журнал, знайте, что на каждую статью, которую вы там обнаруживаете, приходится пять статей, для которых в нем не нашлось места. И в первую очередь в корзину летят статьи, которые кажутся редактору чересчур нелепыми. Сам тот факт, что статье о добыче полезных ископаемых на астероидах удалось пробиться через такой суровый отсев, весьма красноречив. Не один я, видно, поверил в то, что экономический двигатель покорения Солнечной системы в скором времени запустится и ареал существования человечества больше не будет ограничен рамками одной планеты.

1

Брату Гаю Консольманьо 58 лет, у него густая борода, круглые очки и все манеры ученого. На публике он появляется в черном одеянии иезуитского ордена, и это может ввести в заблуждение. Да, он человек церкви, но все-таки бо́льшую часть жизни посвятил познанию не столько самого Бога, сколько Божьего творения. Имея ученую степень в области планетологии, он в свое время преподавал в Гарварде и в Массачусетском технологическом институте. Консольманьо считается одним из ведущих мировых экспертов в вопросах эволюции Солнечной системы.

Эти знания и опыт пригодились ему и в Обществе Иисуса. В настоящее время брат Гай (Консольманьо предпочитает, чтобы его называли именно так) занимает в Ватикане должность главного астронома. Для многих, особенно для тех, кто не забыл, как жестоко был наказан Галилей за свою гелиоцентрическую «ересь», сам факт того, что в Ватикане работают профессиональные астрономы, может показаться странным. Брат Гай поясняет, что Ватикан поддерживает астрономию потому, «что это хороший способ узнать о куда более важных вещах, происходящих во Вселенной, чем то, что сегодня будет на обед».

Может, оно и так, но недавно обнаружился список того, что Ватикан считает более важными вопросами, чем меню сегодняшнего обеда. Этот перечень содержит довольно странные пункты. К примеру, недавно церковь призвала ведущих ученых и религиозных лидеров исследовать возможность существования иных разумных форм жизни во Вселенной и разобраться в том, что это может означать для Иисуса. Вопрос интересный, но, откровенно говоря, тема, которой в 2008 году занялся брат Гай, имеет больше куда шансов на успех в обозримом будущем.

В том году, выступая на симпозиуме иезуитов в Венгрии, брат Гай на самом серьезном уровне повел речь о промышленном освоении астероидов, которое, в его представлении, предполагает запуск космических кораблей к этим гигантским каменным глыбам, плывущим в космическом пространстве, чтобы они, опускаясь на их поверхность, добывали руды и минералы. Тот факт, что ватиканский астроном поднял подобную тему, был сам по себе необычен, но брата Гая в тот день больше волновала не сама возможность осуществления таких замыслов, сколько вытекающие из этого морально-этические последствия. «С одной стороны, – сказал он, – это замечательная перспектива, если вся эта грязная горная промышленность перебазируется с лица земли подальше от нас. С другой – многие люди останутся без работы. Если добычей полезных ископаемых будут заниматься роботы, то почему им не делать и все остальное? Так мы весь Китай оставим не у дел. И каковы будут этические последствия столь радикальных перемен?»

И тут брат Гай прав: перемены грядут действительно радикальные. Астероиды – это небольшие небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца. Их размеры варьируются от небольшого булыжника до небольшой планеты – с великим множеством промежуточных размеров. В главном поясе астероидов астрономы насчитали более 40 тысяч астероидов диаметром более километра, и большинство из них – это самое главное – богаты ценнейшими рудами. Джеффри Каргель, специалист по геологии планет из Аризонского университета, недавно подсчитал, что астероид FE90 – типичный представитель группы астероидов, называемых аполлонами, содержит металлов на 50 миллиардов долларов, в том числе 41 тонну золота, то есть вдвое больше того, что содержалось в Форт-Ноксе даже в самые лучшие времена. Поэтому массовой безработицей в Китае дело не ограничится; появление всей этой добычи может попросту обрушить рынок.

И здесь начинается самое удивительное: все сказанное может произойти гораздо раньше, чем вы думаете.

За 50 лет, прошедших с полета в космос первого пилотируемого корабля «Восток-1», промышленное освоение астероидов превратилось из любимой темы фанатов «Звездного пути» в идею настолько серьезную, что ватиканский астроном счел своим долгом публично обсудить ее этические аспекты. Более того, в апреле 2012 года (при поддержке таких деятелей, как соучредитель Google Ларри Пейдж, исполнительный директор Google Эрик Шмидт и основатель Virgin Ричард Брэнсон) Питер Диамандис, учредитель фонда X-Prize, и Эрик Андерсон, генеральный директор Space Adventures (компании, занимающейся частным космическим туризмом, организовавшей полет в состоянии невесомости на специально оборудованном самолете для Стивена Хокинга и отправившей на Международную космическую станцию первого космического туриста, миллиардера Денниса Тито), объявили о создании компании Planetary Resources Inc., цель которой – добыча полезных ископаемых на астероидах. Как остроумно заметил телеведущий Джон Стюарт, «новости, которые мы видим и слышим в 2012 году, так редко похожи на то, что мы ожидали бы видеть и слышать в 2012 году».

2

Никто точно не знает, где и когда родилась сама идея промышленного использования астероидов, но еще в начале XX века об этом писал русский ученый и изобретатель Константин Циолковский – пионер в области создания металлических дирижаблей, многоступенчатых ракет, космических скафандров, искусственной гравитации, систем шлюзования и многих других технологий, которыми мы пользуемся до сих пор. Эта идея понемногу завладевала умами и стала особенно популярной после публикации в 1932 году рассказа Клиффорда Саймака «Золотой астероид» (Asteroids of Gold), главные персонажи которого, братья Вернон и Винс Дрейки, зарабатывают себе на жизнь как космические золотоискатели. К началу 1940-х годов освоение астероидов стало излюбленной темой научно-фантастической литературы, которая постепенно стала проникаться либертарианской этикой. Астероиды уподоблялись Дикому Западу, а космические шахтеры и золотоискатели – первопроходцам. Так продолжалось до 70–80-х годов, когда тема промышленного освоения астероидов приобрела новый акцент, став аргументом противников энвайронментализма: дескать, нечего беспокоиться об истощении природных запасов здесь, на Земле, если мы можем добывать их в космосе. И если отношение широкой общественности к освоению астероидов по сей день остается все той же прекрасной мечтой, то среди посвященных, среди тех, кто имеет прямое отношение к вопросам освоения космоса, во взглядах на промышленное освоение астероидов произошел тектонический сдвиг: то, что считалось научной фантастикой, стало восприниматься как научный факт.

В наибольшей степени этому сдвигу способствовал успех трех недавних космических проектов. Первым из них был космический аппарат Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker («NEAR-Shoemaker»), запущенный НАСА в 1996 году. Он стал первым непилотируемым космическим кораблем, на практике доказавшим, что мы действительно можем приземлиться на поверхность астероида – а это совсем не простая задача.

Большинство астероидов в Солнечной системе сосредоточены в поясе астероидов, который находится между орбитами Юпитера и Марса на расстоянии около 56 миллионов миль от Земли. Труднейшую задачу посадки на сравнительно небольшой объект, несущийся в космическом пространстве со скоростью 15,5 мили в секунду, удалось успешно решить в 2000 году, комбинируя силу гравитации и мощность двух тщательно управляемых двигателей, чтобы на лету «оседлать» Эрос-433 – второй по величине из околоземной группы астероидов.

«Шумейкер» целый год кружился на орбите Эроса, изучая астероид. Но самым интересным для будущих космических шахтеров стал завершающий этап миссии, когда в 2001 году корабль совершил мягкую посадку на поверхность астероида.

В 1999 году силами НАСА был сделан следующий шаг: запуск корабля «Стардаст», который затем пролетел три миллиарда миль, чтобы встретиться с кометой Вильда-2; сближение состоялось на головокружительной скорости 33 мили в секунду. При этом с помощью специального фильтра удалось взять образцы кометной пыли, после чего аппарат повернул обратно и, преодолев миллиарды миль, в 2006 году доставил полученные образцы на Землю.

С той точки зрения, что для промышленного освоения астероидов мы должны не просто суметь добраться до астероида, но и приземлиться на него, выкопать то, что нужно, а затем вернуться обратно, наиболее впечатляющей на сегодняшний момент является миссия японского космического зонда «Хаябуса». В сентябре 2005 года зонд достиг астероида Итокава и в течение месяца анализировал его форму, вращение, топографию, цвет, состав, плотность и историю, прежде чем в ноябре того же года опуститься на его поверхность. Там он с помощью автоматического манипулятора взял образцы почвы.

Тринадцатого июня 2010 года зонд «Хаябуса» вернулся на Землю, приземлившись на парашюте в южноавстралийской пустыне. Сам корабль сгорел в атмосфере, но сделанная из жаропрочного материала капсула с образцами осталась нетронутой. Половину содержимого капсулы уже проанализировали, и обнаружилось, что химический состав астероида Итокава примерно совпадает с химическим составом метеоритов, упавших на Землю. А это значит, что Итокава является весьма соблазнительной целью с точки зрения добычи полезных ископаемых.

«Это взятие образцов, – говорит брат Гай, – подтвердило, что промышленное освоение астероидов действительно возможно. Между добычей полезных ископаемых на Земле и на астероидах есть одно существенное различие. Земля претерпела масштабные химические процессы, поэтому полезные ископаемые обнаруживаются лишь в определенных регионах и во многих случаях залегают очень глубоко. Астероиды же геологически однородны. То, что мы видим на поверхности, находится и в глубине. Там нет нужды копать, достаточно поскоблить поверхность – что “Хаябуса” и сделал».

Профессор планетологии из Аризонского университета Эрик Асфог считает, что для того, чтобы окончательно сложить этот пазл, нужно составить карту всех околоземных астероидов. Это делается в рамках международного проекта, призванного предотвратить катастрофы планетарного масштаба. Все началось в 1970-е годы, когда ученые выяснили, что причиной исчезновения динозавров стало столкновение Земли с астероидом, имевшим диаметр около десяти километров. В начале 1990-х годов они рассчитали, что достаточно столкновения с глыбой диаметром в один километр, чтобы уничтожить все человечество, причем – и это самая тревожная новость – столкновения такого рода происходят в среднем каждые 500 тысяч лет. Вот тогда-то ученые и подумали о том, что было бы неплохо точно определить нынешнее положение всех потенциальных угроз и рассчитать их «намерения».

Так в самом начале XXI века началась большая охота за астероидами. За десятилетие нулевых ученые при помощи телескопов локализовали 90 процентов крупных – более километра в диаметре – околоземных астероидов и 10 процентов астероидов меньшего размера. С точки зрения безопасности нашей планеты никаких реальных угроз для существования человечества не обнаружилось, во всяком случае в обозримом будущем, но это исследование оказалось полезным и в других аспектах. «Созданные карты можно в дальнейшем использовать для промышленного освоения астероидов, – говорит Асфог. – Да, наша основная цель – попытаться спасти мир от потенциальной планетарной катастрофы, но параллельно мы создаем нечто вроде геологической карты Солнечной системы».

В то же самое время изменилось и философское осмысление идеи промышленного освоения астероидов. Брат Гай считает, что дело здесь в смене поколений: «Многие из нынешних ученых, занимающихся космическими исследованиями, в свое время начинали с чтения научно-фантастической литературы. В юности наши взгляды на мироздание формировались под влиянием таких авторов, как Роберт Хайнлайн. Становясь взрослыми и достаточно образованными, чтобы иметь возможность проверить реалистичность научно-фантастических идей, мы понимаем, какие из них действительно осуществимы и как их реализовать».

Основатель фонда X-Prize Питер Диамандис согласен с этим утверждением и сравнивает освоение астероидов с глубоководной добычей нефти. «Добычей полезных ископаемых на астероидах будут заниматься роботы – вдали от Земли, в совершенно экстремальных условиях. В 1970-е годы компания Shell обнаружила залежи нефти в пяти тысячах футов под водой плюс еще 10 тысяч футов в глубину земли. Это тоже очень далеко и тоже совершенно экстремальные условия. В то время никто не знал, как извлечь эту нефть. У нас не было ни необходимых роботов, ни систем искусственного интеллекта для управления ими. Но нефть достаточно ценный ресурс, поэтому компания Shell пошла на многомиллиардные затраты [а платформа для глубоководной добычи нефти обходится в сумму от пяти до двадцати миллиардов долларов], благодаря чему у нас сегодня есть компании, готовые и способные делать многомиллиардные ставки на рискованные космические миссии, целью которых является добыча полезных ископаемых на астероидах силами роботов».

«Необходимо изучать факты, – говорит Эрик Андерсон. – Чтобы добывать полезные ископаемые на астероидах, нет нужды менять физические законы. И нынешний уровень технологий не то чтобы это не позволяет. На самом деле построить нефтяную платформу на Северном море гораздо труднее».

3

Как же будет выглядеть реализация этой идеи? Компании Planetary resources уже удалось собрать более полутора миллионов долларов для запуска на орбиту ста космических телескопов ARKYD, предназначенных для поиска околоземных астероидов, перспективных с точки зрения возможностей промышленного освоения. Есть также заявление президента Обамы о намерении к 2025 году отправить на астероид космонавтов. Над достижением данной цели прилежно трудятся специально созданные команды специалистов в хьюстонском Космическом центре имени Джонсона и Лаборатории реактивного движения в Пасадене, поэтому в том, что первый, спонсируемый государством этап будет доведен до конца, сомнений нет. Есть также мнение, что крупные энергетические компании – те самые, что добывают нефть в Северном море, – тоже не останутся в стороне и внесут свою лепту в освоение астероидов. Джеффри Каргель сравнивает исследование астероидов с исследованием Северной Америки, начавшимся с экспедиции Льюиса и Кларка в 1803 году: «За этой экспедицией последовали десятилетия военных походов, геолого-разведочных экспедиций и развития инфраструктуры. Масштабная эксплуатация недр западной части континента началась в 1848 году. Она заложила основы индустриализации и того экономического могущества, которого Америка достигла в следующем столетии. В освоении астероидов также может быть период в несколько десятилетий, в течение которого космические агентства будут поддерживать исследование природных ресурсов астероидов, Луны и Марса и создавать необходимую инфраструктуру. Прибыльная коммерческая разработка внеземных природных ресурсов может начаться уже к середине столетия, и она фундаментальным образом повлияет на экономику всей Земли еще до окончания столетия».

Обоснование того, что промышленное освоение астероидов переформирует глобальную экономику, сводится к цифрам. В своей лекции на симпозиуме иезуитов брат Гай оценил коммерческую стоимость типичного астероида класса S (кремниевые астероиды, содержащие не более 10 процентов металлов). Согласно его расчетам, такой астероид содержит около миллиарда тонн железа, то есть примерно столько, сколько добывается на Земле за год. Общая стоимость этого богатства исчисляется многими триллионами долларов. И речь идет о преимущественно каменном астероиде. А ведь есть еще астероиды железные (класса М).

Хотя железо является наиболее распространенным металлом в составе астероидов, там можно найти также никель, золото, кобальт и – самую большую ценность – все металлы платиновой группы. «Общее количество платины, добытой за всю историю человечество, уместилось бы в полуприцеп фуры. Платина обладает непревзойденными техническими характеристиками. Она отличный проводник. Но при нынешней цене в две тысячи долларов за унцию возможности ее применения весьма ограничены».

Если в нашем распоряжении окажется количество платины, достаточное для того, чтобы использовать ее в промышленных масштабах, это откроет перед нами колоссальные возможности, но первые партии этого металла, добытого на астероидах, наверняка пойдут на решение наиболее насущных вопросов. Если мы хотим остановить глобальное потепление, нам нужны топливные элементы, а для них необходима платина. Если бы все 500 миллионов автомобилей, ездящих сегодня по дорогам мира, работали на топливных элементах, все наши запасы платины иссякли бы за 15 лет. Есть и другие металлы, которых полно в космосе, но мало на Земле, например иридий, используемый в жидкокристаллических мониторах компьютеров и плоских экранах телевизоров, и тантал, используемый в сотовых телефонах. То же относится и к фосфору, который нужен для удобрения полей, а также к галлию, гафнию и цинку, используемым в электронике. «Земля, – говорит Димандис, – маленькая полка в космическом гипермаркете природных ресурсов. Я уже давно говорю, что первым триллионером на Земле будет тот, кто поймет, как наладить добычу полезных ископаемых на астероидах и откроет этот гипермаркет».

Но богатства астероидов – не единственная движущая сила наших космических устремлений. Последние несколько лет, выдвигая разные причины от «уже пора» до «это необходимо для выживания человечества», НАСА держит курс на создание в будущем внеземных колоний. Хотя наиболее логичной представляется первоочередная колонизация Луны и Марса, большинство специалистов придерживаются мнения, что прежде, чем учиться ходить, надо научиться ползать. «Высадка на астероид была бы прекрасным промежуточным этапом перед высадкой на Марс, – говорит Дерек Сирс, профессор планетологии в Арканзасском университете. – Так можно будет проверить на практике оборудование и человеческое поведение».

Человеческое поведение – фактор чрезвычайной важности. Путешествие на Марс займет три года. Космические полеты – процесс очень тяжелый как в физическом, так и в психологическом смысле, и никто не знает, как это выдержат организм и психика человека. Но до астероида, который проходит близко от Земли, лететь лишь несколько месяцев, и это очень хорошая возможность научиться ползать.

Еще большее значение для реализации таких космических планов имеет вода. «Большинство аэрокосмических инженеров считают, – продолжает Сирс, – что вода является настоящим ключом к внеземным колониям. Вытаскивать воду из гравитационного колодца Земли – это слишком дорогое удовольствие. Но есть целый класс астероидов с 25-процентным содержанием воды. Мы называем их “грязевыми”. Космический корабль мог бы по дороге заскочить на такой астероид и набрать воды. Это ничего не стоит. Просто прибавь газу и лети дальше».

На этом возможности не заканчиваются. Сколь бы большим успехом ни выглядели организация добычи полезных ископаемых на астероидах и обустройство колонии на Марсе, есть куда более высокие цели. Почетный профессор Аризонского университета Джон Льюис в своей книге «Освоение небес» (mining the Sky) указывает на то, что по мере совершенствования технологий мы сможем организовать добычу гелия-3 на газовых гигантах, таких как Юпитер, где его запасы воистину неисчерпаемы. «Много ли пользы от десяти тонн гелия, доставленных с Юпитера на Землю, – задается вопросом Льюис и сам же отвечает: – Рыночная стоимость гелия-3 предопределяется количеством энергии, которое из него можно получить в гелий-дейтериевом термоядерном реакторе. В пересчете на деньги это 160 миллиардов долларов. Значит, в расчете на единицу веса гелий-3 стоит в тысячу раз дороже золота и даже платины. Это самое ценное сырье во всей Солнечной системе, и оно определенно оправдывает расходы на его транспортировку!»

Сколько же времени отделяет нас от первого запуска? Эрик Андерсон полагает, что первая миссия, связанная с добычей полезных ископаемых на астероидах, состоится через 5–10 лет, и очень многие представители частного космического сектора согласны с такой оценкой. В НАСА полагают, что порядок миссий будет несколько иной: сначала пилотируемые полеты к астероидам, и только после этого полетят роботы. Андерсон по этому поводу отмечает: «НАСА не любит провалов, поэтому их специалисты обычно очень осторожны в прогнозах. Если бы за год до того, как Бёрт Рутан выиграл конкурс X-Prize со своим SpaceShipOne, их спросили, способна ли частная компания отправить корабль в космос, они сказали бы, что это невозможно».

А когда дело дойдет до непосредственной добычи полезных ископаемых на астероидах, надо будет проявлять крайнюю осторожность. «Это воистину подрывная технология, – говорит брат Гай. – Да, в долгосрочной перспективе всем будет лучше – и с точки зрения создания богатства, и с точки зрения сворачивания губительной для природы горнодобывающей промышленности на Земле. Честно говоря, долгосрочные выгоды настолько велики, что кажутся почти утопией. Но вот в краткосрочной перспективе нам придется иметь дело с определенными негативными последствиями».