Перегляд вихідного коду сторінки Гірничопромислове освоєння астероїдів

[[Файл:433eros.jpg|thumb|right|250px [[(433) Ерос]] - [[Астероїди типу S|кам'яний астероїд]], що перетинає орбіту [[Марс (планета)|Марса]]]]
[[Файл:InnerSolarSystem-uk.png|thumb|right|250px|Головний пояс астероїдів (зображено білим) розташований між орбітами [[Марс (планета)|Марс]]а і [[Юпітер (планета)|Юпітер]]а.]]
[[Файл:Asteroidtyperp.svg|250px|thumb|right|Схематичне зображення орбіт астероїдів груп Атона, Аполлона та Амура, на тлі орбіти Землі (позначена синім).]]


'''Гірничі роботи на астероїдах''' передбачають видобуток мінеральної сировини на [[астероїд]]ах і космічних тілах в [[головний пояс астероїдів|Головному поясі астероїдів]] і особливо з надр [[Навколоземні астероїди|Навколоземних астероїдів]].

==Загальна характеристика проблеми==

Різні [[мінерал]]и і леткі елементи, що знаходяться в складі порід астероїда або комети, можуть служити джерелом металів - [[залізо|заліза]], [[Титан (хімічний елемент)|титану]], [[нікель|нікелю]], [[платина|платини]] тощо. Крім того, передбачається, що деякі астероїди містять в своєму складі водовмісні мінерали, з яких можна отримати воду і [[кисень]], необхідні для підтримки життя, а також [[водень]] - один з основних видів [[ракетне паливо|ракетного палива]]. В процесі подальшого освоєння [[космос]]у використання космічних ресурсів буде просто необхідно.

При достатньому рівні розвитку техніки видобуток на астероїді таких елементів, як [[платина]]<ref>{{Cite web |url=https://www.facenews.ua/news/2017/356173/ |title=Добыча платины на астероидах может стать доступной реальностью |accessdate=6 квітня 2017 |archive-date=7 квітня 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170407032403/https://www.facenews.ua/news/2017/356173/ }}</ref>, [[кобальт]] та інших рідкісних мінералів з наступною їх доставкою на Землю може приносити дуже великий прибуток. У цінах 1997 року порівняно невеликий металевий астероїд діаметром 1,5 км містив у собі різних металів, у тому числі дорогоцінних, на суму 20 трильйонів доларів США<ref name=MTS1997>{{cite book
  |last = Lewis
  |first = John S.
  |title = Mining the Sky: Untold Riches from the Asteroids, Comets, and Planets
  |publisher = Perseus
  |date = 1997
  |url = http://books.google.com/?id=k9hwi3ktye8C&dq=isbn=0201328194
  |isbn = 0-201-32819-4
  |url-status = dead
  }}</ref> Насправді все [[золото]], [[кобальт]], [[залізо]], [[Манган|марганець]], [[молібден]], [[нікель]], [[осмій]], [[паладій]], [[платина]], [[реній]], [[родій]] та [[рутеній]], які зараз добуваються з верхніх шарів Землі, найчастіше є залишками астероїдів, що впали на Землю під час раннього метеоритного бомбардування, коли після охолодження кори на планету падала величезна кількість астероїдного матеріалу<ref>University of Toronto (2009, October 19). [http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091018141608.htm Geologists Point To Outer Space As Source Of The Earth’s Mineral Riches] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120421023635/http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091018141608.htm |date=21 квітня 2012 }}. ScienceDaily</ref><ref>James M. Brenan and William F. McDonough, «[http://www.geology.utoronto.ca/Members/brenan/Brenan%20and%20McDonough,%202009.pdf Core formation and metal-silicate fractionation of osmium and iridium from gold] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110706211417/http://www.geology.utoronto.ca/Members/brenan/Brenan%20and%20McDonough%2C%202009.pdf |date=6 липня 2011 }}», Nature Geoscience (18 October 2009)</ref>. Через велику масу більше 4 млрд років тому на Землі почала відбуватися диференціація надр, в результаті чого більшість важких елементів під дією гравітації опустилося до ядра планети, тому кора виявилася збідненою важкими елементами. А на більшості астероїдів через незначну масу ніколи не відбувалася диференціація надр і всі хімічні елементи розподілені в них більш рівномірно.

У 2004 році світове виробництво [[Залізна руда|залізної руди]] перевищило 1 млрд тонн. <ref>«[http://www.newmaterials.com/news/833.asp World Produces 1.05 Billion Tonnes of Steel in 2004] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060331081029/http://www.newmaterials.com/news/833.asp |date=31 березня 2006 }}», International Iron and Steel Institute, 2005</ref> Для порівняння, один невеликий [[Астероїди типу M|астероїд класу M]] діаметром 1 км може містити до 2 млрд тонн залізо-нікелевої руди <ref>{{harvnb|Lewis|1993}}</ref>, що в 2-3 рази перевищує видобуток руди за 2004 рік. Астероїд [[16 Психея]] містить 1,7{{e|19}} кг залізо-нікелевої руди. Цієї кількості вистачило б для забезпечення потреб населення земної кулі протягом декількох мільйонів років, навіть з урахуванням попиту подальшого збільшення. Невелика частина вилученого матеріалу може також містити дорогоцінні метали.

У 2006 році [[Обсерваторія ім. В.М. Кека]] оголосила, що [[Подвійний астероїд|подвійний]] [[Троянські астероїди Юпітера|троянський астероїд]] [[617 Патрокл]]<ref>F. Marchis ''et al.'', «[http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/abs/nature04350.html A low density of 0.8 g/cm<sup>3</sup> for the Trojan binary asteroid 617 Patroclus] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121017094045/http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/abs/nature04350.html |date=17 жовтня 2012 }}», Nature, 439, pp. 565—567, 2 February 2006.</ref>, а також багато інших троянських астероїдів Юпітера, складаються з льоду і є, можливо, [[звироднілі ядра комет|звироднілими ядрами комет.]] Інші комети і деякі навколоземні астероїди (що періодично зближаються з Землею) також можуть володіти великими запасами води. Використання місцевих ресурсів для створення і підтримки життєздатності бази допоможе істотно знизити собівартість видобутку сировини.

==Вибір астероїда==
Одним з головних чинників окупності добувної бази є вибір правильної траєкторії і часу польоту, а також астероїда, з прийнятним значенням [[Перша космічна швидкість|першої космічної швидкості]] (<math>v_1\,\!</math>). Значна частина видобутих ресурсів може бути витрачена в процесі їх доставки на Землю, а особливо при старті з астероїда і розгоні.

Другим фактором мети є вибір. В даний час якість руди і, як наслідок, вартість та маса обладнання, необхідного для його вилучення, невідомі. Тим не менш, виявити потенційні ринки збуту видобутих на астероїдах ресурсів, з подальшим отриманням прибутку, цілком реально. Наприклад, економія доставки декількох тонн води на низьку навколоземну орбіту (ННО) за рахунок видобутку її на астероїді може привести до істотного прибутку в галузі [[Космічний туризм|космічного туризму.]]<ref>{{cite web|last=Sonter|first=Mark|url=http://www.spacefuture.com/archive/mining_economics_and_risk_control_in_the_development_of_near_earth_asteriod_resources.shtml|title=Mining Economics and Risk-Control in the Development of Near-Earth-Asteroid Resources|publisher=Space Future|accessdate=2006-06-08|archiveurl=https://web.archive.org/web/20061029015050/http://www.spacefuture.com/archive/mining_economics_and_risk_control_in_the_development_of_near_earth_asteriod_resources.shtml|archivedate=2006-10-29|deadurl=yes}}</ref>

[[Навколоземні астероїди]] є першорядними об'єктами для промислового освоєння. Низьке значення  <math>v_1\,\!</math> робить їх придатними об'єктами видобутку будівельних матеріалів для навколоземних космічних об'єктів, що значно знижує економічні витрати на транспортування вантажів на орбіту Землі.

Прикладом астероїда, найперспективнішого для освоєння, є астероїд {{iw|4660 Нерей|||4660 Nereus}}. Цей астероїд має дуже низьку  <math>v_1\,\!</math>,  навіть у порівнянні з Місяцем, що дозволяє легко піднімати з його поверхні здобуті матеріали. Однак, щоб доставити їх на Землю, буде потрібно розігнати корабель до набагато більшої швидкості.

== Видобуток ==
Існує три можливих варіанти видобутку сировини:

# Видобуток руди і доставка її на місце подальшої переробки,
# Переробка видобутої руди прямо на місці видобутку, з наступною доставкою отриманого матеріалу,
# Переміщення астероїда на безпечну орбіту між Місяцем і Землею. Це теоретично може дозволити заощадити здобуті на астероїді матеріали.

Високоякісна переробка сировини прямо на місці видобутку дозволить істотно знизити витрати на транспортування добутих матеріалів, хоча для цього буде потрібно доставка на астероїд додаткового обладнання.

Видобуток і переробка корисних копалин на астероїді вимагає спеціалізованого обладнання, здатного працювати в умовах відкритого космосу. Через малу силу тяжіння навіть порівняно невеликий імпульс може виявитися достатнім, щоб обладнання могло зірватися від поверхні астероїда і полетіти у відкритий космос, тому все устаткування повинне надійно закріплюватися. Стиковку з астероїдом можна виконати за допомогою гарпуна: спеціальний снаряд вистрілюється в поверхню астероїда і заглиблюється в неї, тим самим служачи якорем, після чого за допомогою лебідки і троса, закріпленого на гарпун, до поверхні притягається сам корабель або обладнання. При цьому необхідно, щоб поверхня астероїда була досить тверда, щоб гарпун надійно закріпився в ній.

Існує декілька можливих способів видобутку руди:

# Руди можуть добуватися відкритим (кар'єрним) методом <ref>{{cite journal|author=L. Wilson, K. Keil, S. J. Love|title=The internal structures and densities of asteroids|journal=Meteoritics & Planetary Science|year=1999|volume=34|issue=3|pages=479–483|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1999M&PS...34..479W|doi=10.1111/j.1945-5100.1999.tb01355.x|accessdate=13 березня 2022|archive-date=7 листопада 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20181107020332/http://adsabs.harvard.edu/abs/1999M%26PS...34..479W}}</ref>.
# На металевих астероїдах поверхня може бути покрита зернами металу, які можна було б збирати за допомогою магніту.<ref>{{cite journal|author=William K. Hartmann|title=The Shape of [[216 Kleopatra|Kleopatra]]|journal=Science|year=2000|volume=288|issue=5467|pages=820–821|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/288/5467/820|doi=10.1126/science.288.5467.820|accessdate=25 лютого 2012|archive-date=9 грудня 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20071209174920/http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/288/5467/820}}</ref>
# На ядрах звироднілих комет за допомогою теплового впливу можна добувати воду і різні леткі сполуки газів, таких як водень, і використовувати їх як паливо.<ref>David L. Kuck, «Exploitation of Space Oases», Proceedings of the Twelfth SSI-Princeton Conference, 1995.</ref>
# Якщо добувати сировину відкритим способом буде неможливо і будуть потрібні шахти, то необхідно буде будувати транспортні системи для доставки руди з шахт на поверхню і в центр обробки.
# Щоб забезпечити розвиток виробництва і виключити необхідність втручання людини при різних аварійних ситуаціях, можна створити на астероїді самовідтворювальні машини. Наприклад, уявіть собі машину, яка в змозі з видобутого з поверхні астероїда матеріалу зібрати свою точну копію за один місяць. Тоді через місяць після прибуття на астероїді буде працювати вже не одна, а дві машини. Після десяти місяців їх буде до 1024, після двадцяти більше мільйона, через 30 - понад мільярд, а через 40 - понад трильйон і так далі в геометричній прогресії. Таким чином, за 5 років такі пристрої зможуть переробити більше половини всієї маси астероїда [[16 Психея]], наймасивнішого з металевих астероїдів типу [[Астероїд типу M|M]] і одного з десяти найбільших астероїдів [[Головний пояс астероїдів| Головного пояса астероїдів.]] 

Через велику відстань між Землею і астероїдом, зважаючи на кінцеву швидкість передачі сигналу, буде мати місце досить велика затримка сигналу в кілька десятків хвилин або навіть більше, в залежності від відстані астероїда від Землі. Таким чином, для роботи будь-якого гірничодобувного обладнання необхідні або дуже високий ступінь автоматизації, або присутність людини безпосередньо на астероїді. Люди також будуть необхідні для усунення неполадок і підтримки працездатності устаткування. З іншого боку, затримка зв'язку на кілька хвилин не заважає автоматичним апаратам, наприклад, в дослідженнях Марса, до того ж використання автоматизованих систем обійдеться дешевше.<ref>{{cite journal|author=Crandall W.B.C, et al.|title=Why Space, Recommandations the the Review of United States Human Space Flight Plans Committee|journal=NASA Document Server|year=2009|url=http://www.nasa.gov/pdf/383154main_53%20-%2020090803.7.toAugustineCommittee-2009-08-03.pdf|accessdate=25 лютого 2012|archive-date=4 червня 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20170604230406/https://www.nasa.gov/pdf/383154main_53%20-%2020090803.7.toAugustineCommittee-2009-08-03.pdf}}</ref>
==Перші проєкти==
[[Планетоїд]] Психея діаметром розташований в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером майже цілком складається із заліза і нікелю. Це унікальний об'єкт в нашій Сонячній системі, оцінюється в 10 000 квадрильйонів доларів США. Вся світова економіка варта близько 74 трильйонів доларів. [[NASA]] планує почати роботизовану місію з переробки астероїда. Видобуток матеріалів з цього астероїда змінить роботу всієї економіки Землі. Первісна дата запуску для місії була намічена на 2023 рік з запланованим прибуттям приблизно в 2030 році. З новою траєкторією, однак, старт почнеться влітку 2022 року, зонд досягне пояса астероїдів в 2026 році.<ref>{{Cite web |url=https://newsyou.info/uchenye-rasskazali-o-neveroyatno-cennom-asteroide-kotoryj-mozhet-perevernut-mirovuyu-ekonomiku |title=Архівована копія |accessdate=26 травня 2017 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170527040121/https://newsyou.info/uchenye-rasskazali-o-neveroyatno-cennom-asteroide-kotoryj-mozhet-perevernut-mirovuyu-ekonomiku |archivedate=27 травня 2017 |deadurl=yes }}</ref>

== Див. також ==
* [[Колонізація астероїдів]]
* [[Колонізація Церери]]
* [[Космонавтика]]
* [[Космічна промисловість]]
* [[Промисловість у космосі]]
* [[Астероїди в художній літературі]]
* [[Колонізація Сонячної системи]]
* [[Терраформування планет]]
* [[Місто під куполом|Міста під куполами]]
* [[Космічні міста-бублики]]
* [[Колонізація космосу]]
* [[16 Психея]]

== Примітки ==
{{Примітки}}

== Література ==
* ''Space Enterprise: Beyond NASA'' / David Gump (1990) ISBN 0-275-93314-8.
* <cite id="CITEREFLewis1993">''Mining the Sky: Untold Riches from the Asteroids, Comets, and Planets'' / {{iw|John S. Lewis}} (1998) ISBN 0-201-47959-1</cite>

== Посилання ==
* [http://www.spacefuture.com/archive/the_technical_and_economic_feasibility_of_mining_the_near_earth_asteriods.shtml The Technical and Economic Feasibility of Mining the Near-Earth Asteroids] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080815034645/http://www.spacefuture.com/archive/the_technical_and_economic_feasibility_of_mining_the_near_earth_asteriods.shtml |date=15 серпня 2008 }}, M. J. Sonter.
* [http://www.american.edu/TED/spacemin.htm The Future of Space Mining] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120419193105/http://www1.american.edu/TED/spacemin.htm |date=19 квітня 2012 }}
* http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Asteroid_mining?uselang=fr {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20220214233042/https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Asteroid_mining?uselang=fr |date=14 лютого 2022 }}
* [http://www.membrana.ru/particle/17922 Основатели X-Prize и Google откроют добычу ресурсов на астероидах] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120713171932/http://www.membrana.ru/particle/17922 |date=13 липня 2012 }}.

[[Категорія:Проєкти освоєння космосу]]
[[Категорія:Гірнича технологія]]
[[Категорія:Астероїди]]
[[Категорія:Освоєння астероїдів]]
{{Космічні місії до картикових планет}}
{{Колонізація космосу}}
{{Бібліоінформація}}