Голливудский блокбастер «Армагеддон» с Брюсом Уиллисом и буром в руках нефтяников, посланных спасать Землю от астероида размером с Техас, — это, конечно, зрелище. Но за спецэффектами прячется вопрос посерьёзнее: что человечество вообще может сделать с астероидом, если сумеет до него добраться? И, как выяснилось, самый ценный ответ не имеет ничего общего с его уничтожением. Прости, Брюс. Астероиды, возможно, помогут нам построить новый мир — буквально.

Логистика, о которую спотыкается Марс

Колония на Марсе — это не только инженерные вызовы вроде защиты от радиации или выращивания еды. Это ещё и скучная, на первый взгляд, логистика: как возить грузы, оборудование и сырьё через всю Солнечную систему. Но именно она может решить, станет ли человечество мультипланетным видом или навсегда останется привязанным к Земле.

Поселению на Красной планете понадобится не только вода, кислород и продовольствие. Ему нужно колоссальное количество металла: конструкционная сталь для жилых модулей, алюминий для машин, железо для инструментов. Всё это будет изнашиваться, ломаться и требовать замены. А регулярно доставлять такие грузы с Земли — непрактично. Запуск одной тонны стоит десятки миллионов фунтов, а перелёт занимает от шести до девяти месяцев в зависимости от взаимного расположения планет. Слишком медленно и слишком дорого для надёжной системы снабжения.

Космические месторождения

Исследователи из Швейцарской политехнической школы Лозанны (EPFL) рассчитали, как добыча полезных ископаемых на астероидах могла бы снабжать Марс металлами напрямую. В Солнечной системе миллионы астероидов, и среди них есть так называемые астероиды класса M — они богаты железом, никелем и другими ценными металлами. По сути, это гигантские месторождения, дрейфующие в пустоте.

Ключевой вопрос: могут ли космические аппараты достичь этих астероидов, извлечь материалы и доставить их на Марс, не потратив столько энергии и топлива, что вся затея потеряет смысл? Ответ исследования — осторожно оптимистичный, хотя успех зависит от нескольких важных условий.

Топливо из космической грязи

Чтобы проверить осуществимость, учёные смоделировали тысячи возможных комбинаций в нескольких цепочках поставок. Они учитывали энергию, необходимую для путешествия между Марсом и разными астероидами, реалистичное количество металла, которое можно собрать, и топливо, требуемое для обратного пути.

И вот тут план становится по-настоящему изобретательным. Некоторые астероиды — углеродистые, то есть содержат углерод и водяной лёд. При правильной обработке эти материалы можно превратить в ракетное топливо прямо в космосе. Тогда кораблям не придётся тащить всё горючее для обратного рейса с Земли. Исследователи включили эту возможность непосредственно в свои модели цепочек поставок.

Правильный астероид решает всё

Результаты указывают на конкретные астероиды, достижимые с помощью существующих технологий космических аппаратов. Для этих целей энергия, необходимая для полного путешествия, может оказаться достаточно низкой, чтобы добыча и доставка были оправданы.

Но выбор правильного астероида критичен. Неудачно выбранная цель потребует столько топлива, что ценность привезённых металлов не оправдает миссию. Исследование не означает, что добыча на астероидах начнётся завтра — до первой шахты в космосе человечеству ещё далеко. Его ценность в другом: оно показывает, что логистическую проблему можно решить. Будущая сеть снабжения могла бы перемещать металлы с астероидов на Марс, используя топливо, произведённое из самих астероидных ресурсов.

Кстати, вода, которую можно извлечь из углеродистых астероидов, — это не только сырьё для топлива. Мы уже писали о том, что под холмами Марса нашли ледники толщиной в километр, а под южной шапкой планеты — лёд на 11-метровый океан. Если добавить к этому воду с астероидов, у будущей колонии появится сразу несколько источников жизненно важного ресурса.

Колонии на Марсе понадобятся люди, чтобы её строить. Но не менее важен надёжный способ доставлять материалы, которые этим строителям потребуются. Новое исследование, опубликованное на arXiv, предполагает, что такая система возможна. И, возможно, ключ к ней спрятан не в недрах Красной планеты, а в холодных глыбах, летящих сквозь космос.