Как NASA, SpaceX и Blue Origin заработают миллиарды на колонизации Луны
Лунный марафон может стать самым прибыльным делом для аэрокосмических компаний.
С первого визита астронавтов NASA на Луну прошло ровно 50 лет. Сегодня полеты на естественный спутник Земли важны не только для космических исследований, но и для развития бизнеса коммерческих компаний, пишет nv.ua.
Координатор проектов EOS Data Analytics, кандидат исторических наук Наталья Боротканич и аспирант физического факультета Львовского национального университета Мирослав Кашеба рассуждают о том, почему колонизация Луны в ближайшие годы станет одним из самых прибыльных дел для мировых космических агентств и ракетостроительных компаний.
Через 50 лет после того, как астронавты «Аполлона-11» совершили свою историческую посадку на поверхность Луны, NASA объявило о начале программы «Артемида», в планах которой возобновить пилотируемые полеты к естественному спутнику Земли, а в составе экипажа впервые будет женщина.
В мае президент США Дональд Трамп дал задание NASA вернуть на Луну людей до 2024-го года и объявил о выделении в бюджет NASA дополнительно $1,6 млрд на освоение Луны и Марса. По оценкам администратора NASA Джеймса Брайденстайна, общая стоимость реализации программы «Артемида» достигнет $20−30 млрд.
Индия решила отметить юбилей «Аполлона» запуском зонда Chandrayaan-2, который повторит путь астронавтов, хотя и по несколько иной траектории. Космический аппарат доставит на поверхность Луны посадочный модуль Vikram, из которого выедет автоматизированный ровер Gragyan (в переводе с санскрита — «Мудрый»). Аппарат будет искать воду и гелий-3 на Южном полюсе, а также анализировать химический состав почвы и каменных пород. Сейчас запуск, который был запланирован на 15 июля, по техническим причинам перенесен минимум на 10 дней.
На прошлой неделе украино-американская компания Firefly Aerospace бизнесмена Макса Полякова рассказала о планах создать лунный спускаемый модуль. Космический аппарат создадут на основе израильского Beresheet, который разработала Israel Aerospace Industries. Firefly Aerospace обещает усовершенствовать технологию, а новый аппарат будет иметь название Genesis.
В сентябре прошлого года Маск устроил пресс-конференцию в одном из ангаров «SpaceX», посвященную космическому туризму. А именно — пилотируемому полету на орбиту Луны. В ней участвовал один японец. Этот японец отличается тем, что уже выкупил все места на полет. Его зовут Юсаку Маезава. Сейчас он занимается коллекционированием произведений искусства. Именно на пресс-конференции он выразил восхищение Луной и рассказал о своей цели — отправить на Луну деятелей искусства (фотографов, художников, архитекторов, музыкантов, композиторов, сценаристов, режиссеров), которые под впечатлением от увиденного смогут создать фантастические произведения искусства, для которых будет организована специальная выставка по всему миру.
Лунный марафон
В последнее время понятие «космическая гонка» возобновляет свою актуальность. С ростом количества участников это явление становится все более значимым. Несмотря на это, такая задача до сих пор очень затратна финансово. Даже на Международную космическую станцию не так и дешево отправлять людей и полезные грузы. Если считать, что выход к МКС — это челночный бег (но 5 раз, а не классических 4), то полет на Луну по сравнению с ним — полноценный марафон. Это при условии, что расстояния прямые. Но в космосе аппараты движутся не прямо, а по кривым орбитам, что значительно увеличивает время путешествия и расстояние до пункта назначения. Если же прямое расстояние до Луны принять за 300-метровку, то короткое прямое расстояние до Марса будет теперь марафонским забегом. На таких примерах можно сравнить, насколько для одного человека физически затратны такие пробежки.
Поэтому в космических агентств возникает проблема рентабельности таких полетов. Космическая отрасль — не из тех, которые сосредоточены только на прибыли. Но это не значит, что они совсем не приносят доход. Европейское космическое агентство предоставляет коммерческим организациям дополнительные услуги через спутники Galileo за отдельную плату. NASA за всю историю своего существования набрало тысячи патентов. Поэтому, держа в руках аккумуляторный шуруповерт, пробегаясь в своих кроссовках на мягких подошвах или застегивая одежду липучками, хорошо подумайте, стоит ли говорить, что от космической отрасли нет никакой пользы в быту. Ведь все вышеперечисленное — ее разработки.
Стратегический ресурс Луны
31 августа 2018 Джон Кук (John Cook), бывший участник программы Space Shuttle и МКС, опубликовал статью, в которой он сравнил исследования космоса с разведкой западных регионов Америки в XIX веке. Кук провел аналогии между тем, как золотая лихорадка была причиной развития экономики и как Луна может стать той самой «золотой лихорадкой», но уже в космосе. Он делает основной акцент на роли Луны и/или окололунной орбитальной станции как промежуточном пункте в путешествии к Марсу. Самые успешные мировые открытия новых границ обычно происходят в условиях разумного использования доступных на маршруте ресурсов, например воды.
Кук описывает ситуацию, в которой находится космическое агентство. А ситуация такова: есть веские основания считать, что на полюсах Луны, спрятанные в тенях кратеров, сосредоточены большие залежи водяного льда. Вода играет роль золота в космической золотой лихорадке. Из воды можно получить мощное топливо, которое является валютой космических путешествий: разложить воду на составляющие компоненты — сформировать из нее молекулы водорода и кислорода, сжижить — и топливо готово. Можно использовать воду и для «бытовых» потребностей — дыхания и защиты от радиации.
Но веские основания — это еще не стопроцентная гарантия, что она там есть. Собственно, целью исследования Луны, является подтвердить наличие этих залежей. С другой стороны, спрос еще не организован, в частности как и сам космический рынок. Инвесторам нужен четкий план и гарантии, что их вложения окупятся в кратчайшие сроки. Пока таким планом может быть реализация межпланетной заправочной станции на окололунной орбите. Доставкой топлива на орбиту могут заняться частные компании. Сама дозаправка может быть реализована двумя способами: заправка «на лету» или замена пустого топливного бака на полный. Сначала топливо будет доставляться с Земли, но в перспективе, благодаря разведке поверхности Луны с помощью роботов (возможно, управляемых с Земли и луноходов), удастся найти полезные ресурсы, даже ту же воду. Весомым аргументом в пользу добычи топлива на Луне для межпланетной заправочной станции является то, что гравитация вблизи Луны гораздо меньше, чем возле Земли. А это значит, что нужно потратить гораздо меньше топлива, чтобы доставить его с Луны на орбиту, чем с Земли. Как прямое следствие — останется больше топлива для путешествия в открытый космос, Марс, например.
Также наработанные методы и опыт по поиску воды и ее переработке на Луне можно будет использовать на Марсе. Но стоит помнить об уже полученном опыте. Здесь автор акцентирует внимание на Международной космической станции, а именно на международном сотрудничестве, благодаря которой этот проект стал реальностью. Кроме этого, некоторые задачи можно возложить на предпринимателей (логистика, добычи), тогда как государственные космические агентства (NASA, ESA и т. д.) смогут больше сосредоточиться на исследованиях.
Как вывод, идея логистического узла за пределами земной гравитации — не безнадежна и имеет много преимуществ и практических решений для экономической выгоды на будущие проекты.
Кроме добычи воды из льда на Луне, есть перспектива добычи изотопа гелий-3. Этот изотоп является ключом к безграничной власти энергии, ведь в термоядерной реакции 3He + 3He = 4He + 2p + 12.9 МэВ он создает абсолютно безопасный Гелий-4 (тот самый, что в воздушных шариках), 2 протона, которые, в отличие от нейтронов, достаточно легко экранировать (защититься от их воздействия) и дает значительное количество энергии. Фактически, это экологически чистый источник энергии. Как сообщил прессе руководитель Индийской организации по космическим исследованиям (ISRO) доктор Сиван, запасы изотопа гелия-3 на Луне теоретически могут обеспечить глобальные энергетические потребности человечества минимум на 250 лет.
В тесном сотрудничестве с бизнесом
Президент Трамп видит возможность реализации программ США по освоению Луны и Марса в тесном сотрудничестве NASA с частными компаниями. На заседании Национального космического совета, работу которого восстановили по инициативе Трампа, он сказал, что Соединенные Штаты рассчитывают на помощь некоторых космических предпринимателей, например Маска и Безоса, в достижении амбициозных целей. «И, знаете, — сказал президент, — я всегда говорил, что богатые ребята, похоже, любят ракеты. …Если вы опередите нас в полете на Марс, мы будем очень счастливы, а вы — еще более известны».
Дональд Трамп издал несколько директив, которые облегчают доступ частных космических компаний, как и традиционных аэрокосмических фирм, к государственным контрактам, и ставит целью поощрять первых инвестировать в новые технологии. NASA уже сделала первые шаги для привлечения ресурса коммерческого космического сектора. В ноябре 2018 года агентство обнародовало список из 9 американских компаний, с которыми будет сотрудничать для доставки грузов на Луну. На эту программу NASA планирует потратить $2,6 млрд.
Среди избранников хотелось бы выделить украино-американскую компанию Firefly Aerospace. Именно украинские инженерные решения, которые разрабатывают специалисты в проектно-исследовательском центре в Днепре, будут использованы в аппаратах Firefly. В этом есть и экономическая выгода. Создавать интеллектуально-технический продукт в Украине менее затратно, чем в Штатах.
Что на темной стороне Луны?
В начале этого года китайский аппарат «Чанъэ-4» (Chang'e 4) совершил посадку на обратной стороне Луны в бассейне Южный полюс — Эйткен. Это кратер, который, вероятно, образовался от столкновения спутника с огромным астероидом миллиарды лет назад. Мощное столкновение могло пробить лунную кору до слоя мантии. Миссия «Чанъэ-4» помогает выяснить, так ли это на самом деле, и узнать больше про историю единственного естественного спутника Земли.
«Чанъэ-4» имеет еще одну особенность: он является первым проектом в рамках космической программы Китая, на реализацию которого привлекли частные инвестиции от физических и юридических лиц. Этот шаг, по информации Государственного управления оборонной науки, техники и промышленности КНР, «направлен на ускорение аэрокосмических инноваций, сокращение затрат на производство и поддержку гражданско-военных отношений»
Миссия также анализирует радиосреду на обратной стороне Луны, чтобы оценить возможности для последующего размещения здесь радиотелескопов.
Ну и напоследок — попытка прорастить на обратной стороне Луны семена была успешной. А это открывает дальнейшие перспективы. Профессор Се Генксин, который разработал эксперимент для «Чанъэ-4», заявил изданию South China Morning Post: «Мы заглянули в будущее выживания в космосе. То, что эти растения смогли прорасти в условиях низкой гравитации, позволит нам заложить фундамент для будущего создания космической базы».
Toyota, Audi и 4G на Луне
К проектам по освоению Луны активно приобщаются и автомобильные концерны. Так, японский концерн Toyota и японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) договорились о совместной разработке «Мунровера» — дома на колесах для исследователей Луны. Агентство JAXA поставило разработчикам несколько конкретных условий. В частности, луноход Toyota должен иметь тысячекилометровый запас хода и нести запас всего необходимого для двух человек экипажа — воздуха, воды и пищи — как минимум на шесть недель.
Частная немецкая компания PTScientists объявила о намерениях отправить на Луну роверы Lunar Quattro, которые сконструируют совместно с Audi. Они приземлятся в районе посадки космического корабля «Аполлон-17» и оценят состояние ровера, который оставили в 1972 году американские астронавты. Старт миссии, который неоднократно переносили, пока запланирован на 2020 год.
Для обеспечения связи с Землей будет использоваться технология 4G. Развернуть сеть 4G компания PTScientists планирует в сотрудничестве с оператором мобильной связи Vodafone. На частоте 1800 МГц роверы будут отправлять данные модулю Autonomous Landing and Navigation Module (ALINA), который затем передаст их в центр управления миссией в Берлине. На сайте компании говорится, что роверы будут получать от солнечных батарей примерно 90 ватт энергии. Половина этого объема понадобится для передвижения аппаратов, а другая половина — для связи с Землей.
Инфраструктура на Луне для будущих поколений
9 мая Джефф Безос, владелец компании «Amazon» и космической компании «Blue Origin», выступил перед публикой с речью, в которой говорил о будущем Земли и судьбе человечества. По его мнению, всю тяжелую промышленность стоит вывести на орбиту Земли, а на поверхности нашей планеты оставить все города, инфраструктуру, рекреации и зоны для отдыха. При условии постоянного роста населения человечества и ограниченных ресурсов нашей планеты, нам нужно выходить в космическое пространство, чтобы человечество не выживало, а имело возможность жить.
Чтобы достичь этой цели, человечество должно пройти через двое «ворот»: удешевление полетов в космос и добыча в космосе. Что касается первого, то сейчас над этим работают инженеры, и снижение цены полетов достигается за счет повторного использования ракет. А вот другие «ворота» сейчас пройти не могут. Но могут обеспечить базу для будущих поколений.
Безос объяснил это на примере Amazon: «Когда я основал Amazon, у меня была вся необходимая для этого инфраструктура. Теперь же я хочу создать такую инфраструктуру в космосе, чтобы следующие поколения могли ее использовать для нужд человечества». Основным узлом в этой инфраструктуре он видит Луну. Во время своего выступления он представил публике две важные разработки: лунный посадочный беспилотный аппарат «Blue Moon» и ракетный двигатель «BE-7», разработанный специально для «Blue Moon». «Blue Moon» способен доставить на поверхность Луны 3,6 тонны груза (а в версии с большей грузоподъемностью эта цифра возросла до 6,5 тонн).
Он оснащен лазерными датчиками, которые вместе с искусственным интеллектом смогут определить идеальное место для посадки во время спуска на поверхность Луны. Топливные резервуары способны обеспечить бесперебойный источник энергии более чем на две недели (лунную ночь). И это не все характеристики. Двигатель «BE-7» работает на жидком водороде. Как заявил Безос, это эффективное топливо. Кроме того, на Луне есть его неисчерпаемый ресурс — вода, о которой упоминали ранее.
Он видит план администрации США вернуть людей на Луну до 2024-го года реальным для выполнения только потому, что они начали работать над «Blue Moon» еще 3 года назад. А до конца этого года Безос планирует осуществить пилотируемый полет на ракете «New Shepard» на земную орбиту.
Если кратко подвести итоги, то сейчас государственные космические агентства не отвлекаются на разработку ракет-носителей, а заказывают у частных организаций доставку полезного груза на орбиту. Таким образом частники уже получают прибыль, а космические агентства могут сосредоточиться на других задачах, например исследовании или разработке исследовательских аппаратов. Если говорить о прямой прибыли из космоса, то эта цель требует систематических вложений, которые будут возвращаться не сразу, а намного позже. Этот подход требует стратегического видения.
Новости и события в Беларуси и мире.
Пресс-центр [email protected]