Возвращение на Луну с целью разработки месторождений, несомненно, потребует высоких технологий и новых способов мышления всех разработчиков – от физиков до проектировщиков.

Там, где есть полезные ископаемые, рано или поздно появляются предприимчивые искатели золотой жилы – даже в местах с экстремальным климатом, физический труд и даже пребывание в которых сопряжено с экстремальными условиями и риском для жизни.

Как же могут разворачиваться события, если следующая «золотая лихорадка» случиться за пределами планеты? Эксперт, профессор инженерии -*Технологического институто Джорджии*_ (Georgia Institute of Technology) Леонард Бернольд (Leonhard Bernold) рассказывает о том, какими полезными человеку ископаемыми полна Луна и многие известные астероиды и какие технологии можно применять для их добычи.

Большинство людей даже никогда не слышали этих экзотических названий - иттрий, лантан, самарий. Это так называемые редкоземельные элементы, которые играют огромное значение в
в ряде важных технологий - от ракетостороения до ветровых турбин. Спрос на редкоземельные ископаемые неукоснительно возрастает, однако их запасы исчерпываются. Считается, что 95% нынешнего мирового спроса на них производится в Китае, который в последнее время все менее охотно делится этим богатством, вводя запреты на экспорт.

Гелий-3 (He-3), нерадиоактивное ядерное топливо, которое некоторыми специалистами называется безопасным источником энергии будущего, доступен в изобилии – но тоже на Луне. Сейчас гелий-3 доступен и на Земле, но стоит около 5000 долларов за литр и его использование признано экономически невыгодным.

Каждый из этих минералов сам по себе невозможно добывать и использовать рентабельно, однако их уникальное распределение на поверхности Луны создает возможности для того, чтобы их появление на Земле стало возможным.

При правильной организации многие редкоземельные минералы и гелий-3 можно добывать при помощи одного и того же оборудования, в одном регионе, используя один и тот же коммерческий шаттл. Космический перевозчик может в качестве топлива использовать лунный кислород или водород – и это еще один способ экономии.

Так увидим ли мы когда-нибудь карьеры на луне или астероидах? Нет. Это распространенная ошибка – проектировать технику для космических целей по аналогии с той, что используется на Земле. Звучит банально, но многие теоретики забывают, что окружающая среда на Луне, вообще-то, сильно отличается от всего, что можно найти «дома».

За последние пять тысяч лет человечество оптимизировало горнодобывающие и строительные методы под основные параметры Земли: ускорение свободного падения 9,8 м/с, средний состав атмосферы (79% азота, 20% кислорода и 1% других газов), наличие воды, содержание в почве глины, песка и гравия, наличие растений и древесины. И на Луне, и на астероидах все, конечно, по-другому.

Самые ранние прогнозы о том, когда добыча ископаемых на Луне начнется на самом деле, приходятся на 2016 год. Минирования астероидов, как полагают некоторые аналитики, ждать придется как минимум до 2022-го.

Гравитация создает тягу, которая необходима, как минимум, для рытья. Гравитационное ускорение с прилетом на Луне изменится до 1.6 м/с – для раскапывания грунта это имеет драматические последствия.

Для достижения необходимого усилия или балласта для техники на Луне нужна масса, в шесть раз большая, чем на Земле. Это сразу создает проблемы финансового характера – транспортировать на спутник такого количества оборудования будет стоить слишком много и не позволит сделать рентабельным весь замысел.

Для доставки на Луну одного килограмма груза требуется (в настоящее время) около 25 тысяч долларов. Так, небольшой экскаватор весом в 2,5 тонны на луне должен весить 15 тонн. Стоимость перевозки одной машины составит 375 миллионов долларов.

Ключевой особенностью, которая не позволяет сделать земные экскаваторы и погрузчики жизнеспособными на Луне, является необходимость использования колес или гусеницы, которые поднимают пыль.

Лунная пыль, что подчеркивалось после миссий Apollo, потенциально опасна для людей и техники. Отсутствие атмосферы, низкая гравитация и мелкие частицы почвы позволяют солнцу заряжать грунт в достаточной степени для того, чтобы частицы оставались левитировать в воздухе после того, как их поднял ботинок человека или колесо машины.

В качестве одной из методик работы с лунным грунтом рассматривается механизм под названием Вентури - «всасывание» с пневматической транспортировкой: поток воздуха способен переносить груз относительно небольшого размера под воздействием изменения давления. Этот процесс, к тому же, требует минимум «веса», что скажется на экономической стороне вопроса.

Таким образом, вместо того, чтобы везти на Луну трубы для транспортировки материалов, можно использовать доступные минералы и солнечную энергию для производства и соединения стеклянных труб прямо там.

источник: University of New South Wales