"Золотой" астероид: ученые пытаются разгадать тайны "Психеи-16"

Температура поверхности – до двух тысяч градусов Цельсия, металлические облака и затяжные дожди – из титана. Астрономы изучали "пустыню нептунов"–  область галактики, где зафиксировано скопление газовых гигантов, и обнаружили там удивительную экзопланету. Ее поверхность похожа на зеркало. Из-за концентрации металлов в атмосфере она отражает восемьдесят процентов света своей звезды. 

Какие ресурсы ученые планируют получать из космоса? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

"Блестящая" планета, на которой идет "дождь из титана"

"Планета обладает самой высокой отражающей способностью, которую мы когда-либо наблюдали за пределами Солнечной системы. Высокая температура заставляет металлы и силикаты испаряться. Так что они формируют облака, благодаря которым экзопланета похожа на гигантский космический диско-шар, внутри которого идут дожди из ценного расплавленного металла – такого как титан", – объясняет астронавт, специалист по космическим приборам Бернского университета Андреа Фортье. 

Без титана немыслимы авиа- и машиностроение. Он почти не подвержен коррозии, а по твердости в 12 раз превосходит алюминий и в четыре раза – железо и медь. Чтобы добыть ценный металл на Земле, приходится взрывать горные карьеры и копать глубокие шахты. 

Но, оказывается, есть планета, где титан буквально льется с неба. Вот только удивительное небесное тело находится на расстоянии двухсот шестидесяти световых лет от Земли. Как добывать и транспортировать оттуда титан, ученые пока не придумали. Но ведь в космосе есть и другие полезные ресурсы, причем намного ближе.

Астероид, благодаря которому все жители Земли стали бы миллиардерами

Этим летом в НАСА объявили охоту за драгоценным астероидом "Психея-16". Он состоит из золота, железа и никеля и при этом находится относительно недалеко – в нашей Солнечной системе. 13 октября на ракете Илона Маска запустили космический аппарат, который должен как следует изучить "Психею". По плану, за шесть лет он преодолеет четыре миллиарда километров и достигнет орбиты астероида к 2029-ому году. После чего начнет передавать данные на Землю.

"Этот астероид состоит из драгоценных металлов и ценен не только с научной, но и с экономической точки зрения. Он оценивается в несколько раз больше, чем вся мировая экономика. Примерно в 10 квинтиллионов долларов. Если бы мы смогли завладеть таким большим объектом, он бы сделал миллиардерами всех жителей Земли!" – говорит исследователь научной группы миссии Американского космического агентства "Психея" Тим Маккой. 

Вот только как добывать полезные ископаемые на астероиде, в НАСА пока даже не представляют. Главная задача космического аппарата, который летит к "Психее", – геологоразведка. 

Разработка российского бура, помогающего добывать полезные ископаемые

Российские ученые не только придумали, но уже запатентовали способ добычи полезных ископаемых в космосе. На первый взгляд, все довольно просто. Автоматический модуль опускается на поверхность, проделывает отверстие и закладывает в него взрывчатку. Но пробурить дыру в небесных телах не так-то просто. 

В 1970-ом году советская станция "Луна-16" смогла углубиться в грунт всего на 35 миллиметров. Затем бур уперся в твердые породы, которые оказались ему не по зубам. Чтобы такого не повторилось, в Сибирском государственном индустриальном университете разработали бур нового поколения. Резцы армировали кубическим нитридом бора. По прочности этот материал уступает только алмазу. 

"Машина приводится в действие с помощью контроллера. Здесь имеется плавный механизм пуска. И с помощью подачи можно производить бурение горной породы", – отмечает кандидат технических наук, доцент кафедры открытых горных работ и электромеханики СибГИУ Виктор Корнеев. 

Ученые предлагают пробурить несколько отверстий глубиной до полутора метров и провести серию взрывов. В результате образуется огромная лавовая трубка, в которую буквально посыплются полезные ископаемые. В этой трубке смогут работать грузоподъемные механизмы, роботы или люди. Так что на месте таких искусственных разломов можно будет еще и построить инопланетные станции. 

"Если в качестве примера мы возьмем наш естественный спутник Луну, то исследования показывают, что температура на поверхности Луны изменяется приблизительно от плюс 120 градусов до минус 230 градусов. При этом температура в лавовой трубке составляет порядка минус 20 градусов. То есть такая комфортная в космических условиях температура снижает энергетические затраты на обогрев этой станции. Кроме того, снижает термическую нагрузку на строительные материалы", – рассказывает Виктор Корнеев. 

Добыча полезных ископаемых с помощью бактерий

Международная группа ученых разработала другую технологию. Они предлагают добывать инопланетные ресурсы при помощи бактерий. Оказывается, микроорганизмы умеют извлекать из горных пород редкоземельные элементы. Это удалось выяснить во время экспериментов на МКС. 

Астронавты несколько лет помещали разные виды бактерий в  "реакторы биодобычи". Это контейнеры размером со спичечный коробок с пластинками базальта внутри. Микробов подкармливали питательным раствором и наблюдали за тем, как они растворяют горные породы и грунт, освобождая редкоземельные металлы. Параллельно такие же опыты проводили и на Земле. В итоге лучшие результаты показал один и тот же вид бактерий. 

"Мы доказали, что добыча полезных ископаемых с помощью бактерий вполне осуществима в самых разных уголках Солнечной системы. Транспортировать их на Землю нерентабельно, однако благодаря подобной методике можно будет создать автономные колонии в космосе", – объясняет профессор астробиологии в школе физики и астрономии  Эдинбургского университета Чарльз Кокелл. 

Казалось бы, освоение космоса не за горами. Если бы не одна маленькая проблема размером с нанограмм (именно такое количество редких металлов смогли получить трудолюбивые бактерии). Для колонизации далеких планет этого явно не хватит. 

Японское межзвездное вещество

В Японии решили не лететь в космос, а воссоздать его на Земле. Физики из Университета Хоккайдо получили в лаборатории  межзвездное вещество. Оно заполняет собой пространство внутри галактик и состоит из газа и массы полезных частиц, добыть которые их до сих пор никому не удавалось. Японцы не просто это сделали, но и выделили из загадочного вещества воду и нефть. 

"Полученный состав продемонстрировал ту же реакцию, что и нефть на обычном перерабатывающем заводе. Смесь разделилась на крупные капли чистой воды и маслянистые выделения, похожие на нефть-сырец. Если нам удастся организовать этот процесс в космосе, это поможет решить проблему с топливом и водой при его колонизации", – говорит физик-космолог Университета Хоккайдо  Хадзиме Ито. 

Воссоздание космических материалов на Земле

В Америке тоже решили воссоздать космические материалы на Земле и сделали солнечные панели из имитации лунного реголита. Предполагается, что по этой технологии будущие колонисты смогут изготавливать батареи прямо на спутнике Земли. Нужно будет только привезти с собой специальный реактор. 

"Он сначала расплавляет реголит, а затем пропускает через него ток при температуре более 1600 градусов Цельсия. В итоге из лунного грунта извлекается железо, затем кремний и, наконец, алюминий. Кремний имеет практически стопроцентную чистоту – это делает его идеальным материалом для производства солнечных панелей. А из побочных продуктов плавления реголита можно производить стекло для ячеек", – отмечает генеральный директор аэрокосмической компании Боб Смит. 

Звучит многообещающе, но ведь все эти разработки пригодятся человечеству только в далеком будущем. А как получить пользу от космоса уже сейчас? 

Создание фабрики по производству лекарств на орбите

В июне 2023 года на орбиту отправили первую в мире фармацевтическую лабораторию. Эта идея кажется странной? Ведь куда проще и дешевле изготавливать медикаменты на Земле. Но это только на первый взгляд. Ученые уверены, что именно космос позволит нам совершить настоящий прорыв в медицине.

"В условиях микрогравитации нам удастся регулировать распределение химических частиц с необычайной точностью. Благодаря этому мы сможем создавать новые типы лекарств. Вне притяжения планеты частицы в жидкости не образуют комков, не поднимаются на поверхность и не опускаются на дно, как это происходит на Земле. Кроме того, в орбитальной лаборатории максимально стерильные условия, которых невозможно добиться на поверхности планеты, что увеличивает срок годности препаратов и повышает их усвояемость организмом", – рассказывает сооснователь фармацевтической компании Делиан Аспарухов. 

Если все пройдет успешно, на орбите построят целую фабрику по производству лекарств. Сырье планируют отправлять с Земли на ракетах. Но, возможно, в будущем человечество колонизирует космос, такие фабрики появятся по всей галактике и на них будут делать медикаменты из местных материалов. 

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.