fot: CBK PAN
Szczególną rolę odgrywa projekt DIGGER
fot: CBK PAN
Kosmiczne górnictwo? Rywalizacja o palmę pierwszeństwa między USA i Chinami pozwala przypuszczać, że sięgniemy po surowce z Księżyca i innych planet. Kiedy? Na to pytanie odpowiedzieć się nie odważymy. Ale już kilka lat temu naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN, pod kierownictwem dr. Karola Seweryna, sprawdzali, jak wydobywać regolit, czyli glebę z powierzchni Księżyca. Pracowali nad DIGGER-em, czyli urządzeniem do pobierania tego surowca w warunkach planetarnych, z powierzchni Księżyca. Teraz robią kolejny krok. W przyszłości z regolitu można budować bazy dla ludzi. Czy to pierwsze kroki w kierunku kosmicznego górnictwa? Z pewnością dałoby ono oddech ziemskiej gospodarce.
Jak informuje PAN, polscy naukowcy i inżynierowie już niebawem wezmą udział w 88. kampanii lotów parabolicznych ESA, realizowanej we współpracy z firmą Novespace z Francji. Kampania, prowadzona w unikatowych warunkach lotu parabolicznego, czyli imitującego warunki zmniejszonej grawitacji, umożliwi przeprowadzenie unikatowych eksperymentów w warunkach analogicznych do księżycowej grawitacji. Testowane będą interakcje pomiędzy urządzeniami mechanicznymi a regolitem księżycowym.
Kampania wyznaczona jest na listopad tego roku. Lot odbędzie się nad Atlantykiem. Głównym celem misji jest weryfikacja technologii wydobycia księżycowego regolitu, elementu niezbędnego dla misji kosmicznych opartych na koncepcji In-Situ Resource Utilization (ISRU).
– Eksploracja kosmosu coraz częściej opiera się na wykorzystaniu lokalnych zasobów, co obniża koszty i zwiększa autonomię misji. Koncepcja ISRU obejmuje pozyskiwanie, przetwarzanie i wykorzystanie surowców bezpośrednio w przestrzeni kosmicznej. W działania te zaangażowane są czołowe agencje – NASA w programie Artemis oraz ESA w inicjatywie Terrae Novae – wyjaśnia dr hab. inż. Karol Seweryn z Centrum Badań Kosmicznych PAN.
Polskie instytucje naukowe intensywnie rozwijają technologie wydobycia regolitu
Szczególną rolę odgrywa tu właśnie projekt DIGGER, realizowany przez Centrum Badań Kosmicznych PAN we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną. W ramach projektu opracowano urządzenie Rotary Clamshell Excavator – mechaniczny próbnik regolitu, który uzyskał poziom gotowości technologicznej TRL 6. Oznacza to, że urządzenie jest funkcjonalnym prototypem, który przeszedł testy środowiskowe (np. drgania startowe, pył, temperatura), ale jeszcze nie zostało przetestowane w warunkach rzeczywistej grawitacji księżycowej – stąd potrzeba eksperymentów w locie parabolicznym.
Regolit to, jak podaje portal, rodzaj luźnej, zwietrzałej skały, pokrywającej skaliste powierzchnie, sięgający nawet do 20 m pod powierzchnię Księżyca. Można go wykorzystać nie tylko w budownictwie, ale też po podgrzaniu uzyskać z niego tlen.
Głos na temat kosmicznego górnictwa często zabiera dr Tomasz Rożek, dziennikarz naukowy z Uniwersytetu Śląskiego. Na łamach „Gościa Niedzielnego” informował jakiś czas temu, że pojawiły się możliwości technologiczne, które pozwolą na eksplorację surowców poza Ziemią.
– Skąd w ogóle pomysł, by latać w kosmos po minerały? Potrzeba jest matką wynalazków. Nasza cywilizacja nie może się rozwijać bez stałego dopływu zasobów. Niektóre z nich występują tylko w kosmosie, inne w kosmosie są w dużych ilościach, a na Ziemi w szczątkowych. I tak oto księżyce, asteroidy, planetoidy, a w przyszłości może także inne planety stały się obiektem zainteresowań górników. Technologia już za kilkadziesiąt lat pozwoli na wydobywanie na masową skalę minerałów z innych globów. Już dzisiaj autonomiczne urządzenia wydobywcze testuje się na dnach oceanów, a półautonomiczne w szczególnie trudno dostępnych kopalniach. Wciąż ogromną barierą jest koszt wyniesienia urządzenia na orbitę – pisał dr Rożek na portalu gosc.pl.
Po jakie surowce moglibyśmy sięgnąć w kosmos? To złoża platyny, złota, palladu, rodu, irydu. Na Księżycu znajduje się w dużych ilościach izotop helu-3, który jest oceniany jako idealne źródło czystej energii. Zdaniem naukowców może on w przyszłości zrewolucjonizować energetykę. Może być wykorzystywany w reakcji fuzji termojądrowej. Umożliwi produkcję energii bez dwutlenku węgla i odpadów radioaktywnych. Złoża na Księżycu mogą zaspokoić zapotrzebowanie na energię na Ziemi na 250 lat!
Pierwsze próbki helu-3 z Księżyca przewieźli astronomowie programu Apollo w latach 60. ub. wieku
NASA opracowała już koncepcję wydobycia helu-3 z powierzchni Księżyca. Na początku 2019 r. chiński łazik Yutu-2 pobrał próbki gruntu.
Ale nie tylko po hel-3 warto sięgnąć w kosmos. Szacuje się, że na asteroidzie Hebe jest tyle żelaza, że wystarczyłoby go ludzkości na ponad milion lat, niklu – na 83 mln, a złota na ponad 700 tys. lat. Jednak górnictwo w kosmosie zacznie się prawdopodobnie od… wydobywania wody, z której można produkować wodór zasilający pojazdy kosmiczne. Występuje ona niemal na każdej znanej ludziom planecie z wyjątkiem Wenus.
Plany z rozwojem górnictwa w kosmosie snują tak Chińczycy, jak i Amerykanie. I nie są to już bynajmniej jedynie marzenia. Chiny chcą do 2050 r. stworzyć specjalną strefę ekonomiczną Ziemia-Księżyc, która ma przynosić zysk 10 bln dol. rocznie.
Zdaniem naukowców podbój ekonomiczny kosmosu rozpoczniemy od najbliższego nam Księżyca, co da możliwość dalszej ekspansji w przestrzeń kosmiczną. Ciekawe dla górnictwa są asteroidy, ciała bardzo bogate w rzadkie pierwiastki, takie jak złoto, platyna, ale też pierwiastki ziem rzadkich.
Są już firmy zajmujące się opracowywaniem technologii pozyskania surowców z kosmosu. To m.in. Planetary Resources i Deep Space Industries. Pracują nie tylko nad konkurencyjnymi rozwiązaniami pozwalającymi na wydobycie minerałów z np. planetoid krążących wokół Słońca, ale również sposobem sprowadzenia ich na Ziemię.
