У повісті Роберта Хайнлайна «Людина, що продала Місяць» освоєння земного супутника засноване на юридичних трюках, шахрайстві та наївному ентузіазмі. Щоб запустити першу ракету, Делос Харріман продає на Місяці кратери, місце під рекламу та обіцяє добувати діаманти просто з реголіту. Чи придатний Місяць для вигідних інвестицій насправді?
Цілком можливо. Перший лот – вода. Що незвичайного в одному із найпоширеніших земних елементів? Вода потрібна для виготовлення ракетного палива (поки ми використовуємо хімічні двигуни), а також підійде для синтезу кисню, гігієни та аграрних робіт.
Атмосфери та активної геології на Місяці немає, як і річок. Але воду там знайшли – допомогла холодна війна. У межах рейганівського проєкту «Зоряні війни» у космос вивели супутник Clementine. Облітаючи Місяць у 1994‑му, він створив першу детальну карту його поверхні за допомогою лідара, що випромінює хвилі до поверхні й аналізує зворотні сигнали.
«Відлуння» з полюсів дало зрозуміти, що під ногами астронавтів може бути не лише каміння, а й рідина. Крапку в цьому питанні поставили в 2009 році завдяки незвичайному експерименту: розтрощили ракету об кратер біля Південного полюса і проаналізували склад частинок, що утворилися. У масі речовини, з якої складається кратер Шеклтона, вода може становити до 5–10%. Загалом на полюсах може бути від 100 млн до 1 млрд тонн води, підрахував місячний дослідник Пол Спудіс. Це приблизно втричі менше, ніж в Азовському морі, але достатньо, щоб об’їздити Сонячну систему вздовж і впоперек на хімічному паливі.
За наявності води можна виготовляти на Місяці паливо за ціною $500 за кг. Звучить недешево – на Землі ціни опускаються до $1, але допоможе слабка місячна гравітація. З урахуванням транспортних витрат паливо на геостаціонарній орбіті коштує вже $16 000 за кг, а місячне, з доставкою, може коштувати лише $1500, підраховував професор Гірської школи Колорадо Джордж Соверс. Наукова організація Space Resources Roundtable оцінює потенційний ринок такого палива в $0,63–2,4 млрд на рік. На орбіті Місяця можна буде заправити й ракету, яка доправить людей на Марс.
Для видобутку місячної води потрібен специфічний виробничий процес. Бурити свердловини в реголіті (поверхневому шарі місячного ґрунту) марно, доведеться братися за так звану пасивну екстракцію – розігрівати пил та вловлювати випари за допомогою тентів. Процес буде енерговитратним, оскільки реголіт у вічно затінених кратерах біля полюсів промерзає до ‑240 °C.
Видобувати енергію на відстані майже 400 000 км від Землі – ще те завдання. На Місяці можна розмістити атомний реактор або використати сонячну енергію. Другий спосіб поки що реалістичніший, але може спровокувати боротьбу за простір – біля полюсів, де, ймовірно, сконцентровані основні водні запаси, лише 10% поверхні розташовані на достатній висоті, щоб батарея могла працювати без перерви. Логічніше ставити панелі біля екватора, але навіть там, аби нагріти кубічний метр реголіту приблизно на 350 градусів, знадобиться енергія, яка падає на квадратний метр місячної поверхні за чотири з половиною дні. А ефективність більшості сонячних панелей сьогодні – до 15%.
Екваторіальний реголіт є цінністю і з іншої причини. Завдяки відсутності магнітного поля поверхню Місяця постійно бомбардує сонячний вітер, а його частинки акумулюються в пилу. Якщо нагріти реголіт приблизно до 720 °C, можна добувати гелій‑3 – рідкісний ізотоп, кілограм якого обійдеться на Землі приблизно у $140 млн.
Інфографіка Леонід Лукашенко
Навіть звичайний гелій нині у дефіциті. Його продають 10 компаній, а найбільш досліджене родовище в американському Амарилло вже майже вичерпано. Гелій‑3 отримують як побічний продукт при розпаді тритію – приблизно по 15 кг на рік. Місячний реголіт, за консервативними оцінками, законсервував понад 1 млн т цього матеріалу.
Гелій‑3 можна використовувати для термоядерної реакції з дейтерієм (його легко видобувати з морської води). Цінність такого синтезу в цілковитій екологічності: реакція D + ³Не виділяє протони, а не нейтрони, що пронизують усе наскрізь. По суті, йдеться про потік водню, який є безпечним для живих організмів і не залишає токсичних ядерних відходів.
25 т гелію (приблизно стільки міг свого часу доправляти на земну орбіту Space Shuttle) забезпечили б США енергією на рік. Нині Америка витрачає на електрику понад $1 трлн на рік. Заковика в тому, що для такої термоядерної реакції потрібна температура близько 450 млн °C.
Поки що жодна установка на таке не здатна – експериментальний реактор ITER, який будують у Франції, синтезуватиме енергію з дейтерію та тритію при 150 млн °C. Оптимістичний прогноз– потроїти показник за найближчі кілька десятиліть та замінити тритій на гелій‑3. Якщо вийде, на Місяці теж доведеться звести пристойну інфраструктуру – 1 млн т реголіту дадуть на виході приблизно 70 т заповітного газу. Крім США на золотий ключик до розв’язання енергетичного питання поглядають Індія, Китай та Росія. Щоб задовольнити їхній інтерес, попрацювати доведеться не лише вченим‑ядерникам, а й міжнародним юристам – поки що юридичного поля для комерційної діяльності та видобутку копалин на Місяці немає.
На Місяці є й інші ресурси. Експортувати їх на Землю недоцільно, натомість вони стануть у пригоді для мешканців місячної бази. Йдеться про залізо, титан, алюміній, силікон, а також рідкісноземельні елементи. З них можна зводити будівлі, робити нові сонячні панелі та електроніку.
Поки що в місячній економіці править бал NASA. Агентство взяло курс на приватно‑державне партнерство та розігрує контракти щодо місії «Артеміда». За цим планом люди повернуться на Місяць до середини 2020‑х. У2021–2025 роках на програму знадобиться щонайменше $93 млрд, підрахував Офіс генерального інспектора в листопаді 2021‑го.
Найбільший контракт на $2,9 млрд дістався SpaceX Ілона Маска. Компанія збудує посадковий модуль Starship. Перегони їй програли Blue Origin Джеффа Безоса та Dynetics. Американська Astrobotic отримала $199,5 млн на доставку ровера VIPER, який має прилунитись у 2023 році та докладно вивчити області з потенційно високою концентрацією води.
Відбиток черевика скафандра Олдріна на поверхні Місяця, фото Олдріна 21 липня 1969. Права на фото NASA
У 2022 році Astrobotic має здійснити першу посадку приватного апарата на іншому космічному тілі. Серед пасажирів лендера буде компактний місяцехід вагою трохи більше за кілограм. Його розробляє компанія SpaceBit, яку заснував у Великій Британії українець Павло Танасюк. Доправлення кілограма вантажу на Місяць коштує близько $1,2 млн. Роботи Танасюка фотографуватимуть місцевість і аналізуватимуть склад ґрунту. «Частину одержаних даних плануємо надати науковій спільноті, детальніші дослідження продамо»,– розповідає підприємець.
Ще один український слід може залишити лендер Blue Ghost. За контрактом із NASA на $93,3 млн його розробляє американська Firefly, мажоритарним власником якої є Максим Поляков. Двигуни для Blue Ghost створює дніпровська Flight Control. «Ми володіємо інтелектуальними правами на двигуни як українська компанія та виробляємо його у Дніпрі», – уточнює Поляков. Обпалити реголіт американсько‑український лендер має у 2023 році. Наприкінці жовтня він пройшов дизайн‑рев’ю NASA – останній крок перед виробництвом та збиранням.
Висаджування роботів – перший етап перед поверненням на Місяць людей. Перш ніж ступити на поверхню, американцям доведеться протестувати багато нового обладнання. Спочатку, 2022 року, відбудеться перший безпілотний політ надважкої ракети Space Launch System (SLS), яка виведе в космос корабель Orion. Над проєктом працюють Boeing та Lockheed Martin. Ракети не з дешевих – за умови запуску хоча б раз на рік кожна коштуватиме щонайменше $2 млрд. Orion вийде на орбіту Місяця і за місяць повернеться на Землю. Потім ще один безпілотний політ Starship від SpaceX. Він повинен буде прилунитися, а потім повернутися на орбіту супутника.
Інфографіка Леонід Лукашенко
Тільки після цього 2024 року Місяць облетять люди. Висадку заплановано на 2025 рік. Астронавти стикують Orion зі Starship, який доправить їх на Місяць. За кілька днів корабель SpaceX поверне їх в Orion, а той – на Землю.
NASA працює над створенням Gateway – «молодшого брата» МКС, який кружлятиме навколо Місяця і слугуватиме перевалочним пунктом на шляху до поверхні. Перші два модулі вже будують Northrop Grumman та Maxar. Їх планують запустити 2023 року. У проєкті візьмуть участь космічні агенції ЄС, Канади, Росії та Японії. У найближчі 10 років на Місяці має з’явитись і постійна база.
Україна– одна з 13 країн, які підписали «Угоди Артеміди». Це набір правил, що описують наукову, дослідницьку та комерційну діяльність під час вивчення космосу, Марсу та астероїдів. «Більш нічого за рік не зроблено»,– нарікає Андрій Колесник, колишній начальник наукових досліджень Космічного агентства України.
У проєкті космічної програми на 2021–2025 роки на місячні дослідження з бюджету заклали 2,71 млрд грн. На ці гроші до 2025 року має бути створено зразок місячного лендера для проведення випробувань. Чи виділять кошти і коли буде готовий льотний зразок – неясно. Розробляє апарат КБ «Південне». Конструктори проводять проєктні опрацювання та уточнюють технічні характеристики, розповідає головний конструктор ракетних комплексів підприємства Максим Дегтярьов. Для країни, яка востаннє запустила супутник 10 років тому, це звучить як фантастика.
У 1960‑х «Південне» вже розробляло апарат для місячної програми. Двигунова установка «Блок Є» відповідала за посадку та зліт космонавтів із поверхні супутника. Її успішно протестували на орбіті. Але після невдач із ракетою Н1 та перемоги США у місячній гонці радянську програму згорнули. Інженери жартували: «Блок Є, а ракети – нема».
З 1969‑го по 1972‑й на Місяці побували 12 астронавтів. Четверо з них іще живі. У них є всі шанси побачити, як люди підуть їхніми слідами, що збереглися на поверхні.
Ви знайшли помилку чи неточність?
Залиште відгук для редакції. Ми врахуємо ваші зауваження якнайшвидше.
