Россия претендует на недра Луны. Проект или прожект?

Новую страницу в истории горного дела обещает открыть Роскосмос. Федеральное космическое агентство объявило о разработке автоматического лунохода, предназначенного для добычи полезных ископаемых на естественном спутнике Земли. Это сенсационное заявление было сделано после сорокалетнего периода упадка отечественной лунной программы, обещает подвести под неё экономическую базу и из чисто имиджевого проекта страны превратить в доходное предприятие. Реально ли это? И есть ли на Луне такие минеральные ресурсы, которых нет на Земле, и добыча которых сможет по доходности покрыть расходы по транспортировке роботов на Луну?

Что можно найти на Луне?

Луна – довольно бедное минеральными ресурсами небесное тело. Причина этого заключается в самом происхождении естественного спутника Земли. Миллиарды лет назад, в глубоком катархейском эоне, Земля и Луна были единым телом – непроплавленным, недифференцированным и лишенным каких-либо сконцентрированных в однородные слои и жилы пород и минералов. При этом Земля была не одна на своей орбите: в так называемой точке Лагранжа, на угловом расстоянии в 60 градусов от Земли, на том же расстоянии от Солнца по орбите шла ещё одна планета, размером с Марс; ученые называют ее Тейей. Конфигурация из двух планет на одной орбите была неустойчивой, и они столкнулись; огромные массы породы были выброшены ударом в космос. Из более тяжелых (а, следовательно, более богатых редкими и ценными элементами) пород вновь сформировалась Земля, а более лёгкие собрались в Луну. Поэтому элементы, из которых состоит Луна – это кремний, алюминий, кальций, магний. Всё то, чего предостаточно и на Земле; никаких же соединений более ценных и редких металлов на Луне практически нет. Нет на Луне и органических ископаемых, так как спутник на протяжении всей своей истории был лишён жизни.

Но при этом на Луне есть некоторые ископаемые, имеющие особую ценность. Одно из них является крайне редким на Земле, но ученые предполагают, что в лунном грунте оно присутствует в большом количестве: речь идет об изотопе благородного газа гелия, известном, как гелий-3. Это нерадиоактивный, неядовитый, негорючий и абсолютно экологически безвредный газ, который представляет собой практически идеальное топливо для управляемой термоядерной реакции. Напомним, что одной из преград, стоящих перед массовым внедрением на Земле термоядерной энергетики, является достаточно высокая стоимость топлива: в качестве него в экспериментальных установках используется обычно смесь изотопов водорода, включающая радиоактивный и быстро распадающийся тритий. Реакция с участием трития, к тому же, вызывает нейтронное излучение – один из наиболее опасных для человека и экологии Земли видов радиации. Замена же трития на гелий-3 позволит решить сразу три проблемы: изотоп гелия можно хранить сколь угодно долго, он безопасен, и реакция с его участием выделяет только безвредные протоны.

Гелий-3 на Луне – типичный рассеянный элемент, равномерно распределенный по верхнему слою лунного грунта (реголиту), в количестве 0,01 грамм на тонну грунта. Тем не менее, общие запасы этого ресурса на Луне оцениваются приблизительно в миллион тонн, а одна тонна гелия-3 по содержащейся в ней энергии равноценна 20 000 000 тонн нефти. Добыча гелия-3 из лунного грунта требует присутствия на поверхности спутника серьёзной добывающей инфраструктуры – как минимум, постоянной базы, но экономическая выгода от существования такой базы будет огромна.

Но для того, чтобы лунная база могла существовать, важно найти и разработать месторождения второго ключевого лунного полезного ископаемого. Речь идет об обыкновенном водяном льде. Прежде учёные полагали, что Луна абсолютно безводна. Основания для такого мнения имелись: Луна, как и Земля, находится внутри так называемой «линии льда» - воображаемой сферы вокруг Солнца, за пределами которой тела в космическом вакууме никогда не нагреваются выше точки возгонки льда. За пределами этой сферы лёд ведет себя как горная порода, составляет основную массу коры и мантии небесных тел (спутников Юпитера, Сатурна и других планет-гигантов). В пределах же её любое тело, освещаемое Солнцем, прогревается достаточно, чтобы весь лёд с него испарился. Тем не менее, сейчас ученые полагают, что небольшие, локализированные запасы водяного льда на Луне есть, и разведка ледяных месторождений – необходимое условие для создания на спутнике какой бы то ни было постоянной базы.

План действий

Федеральное космическое агентство приняло программу по освоению лунных недр на длительный срок. В ней намечено три последовательных этапа.

Первый предназначен для реализации в 2016-2025 годах, и частью его как раз является разрабатываемый робот-луноход. На этом этапе в проекте участвуют только автоматические космические аппараты, задача которых – проведение геологоразведки, анализ состава лунного грунта на различных участках поверхности спутника. К 2025 году автоматы должны составить более или менее точную карту состава поверхностного грунта и обнаружить залежи водяного льда. На основании этих данных Роскосмос установит местоположение будущей базы.

Второй этап предназначен для реализации до 2030 года. В него входят пилотируемые экспедиции на орбиту Луны без высадки на поверхность. Наконец, на третьем этапе, до 2040 года, должно быть произведено развертывание лунной базы и начало работ по добыче полезных ископаемых.

Само собой, окупаемой лунная программа станет далеко не в 2040 году. Так, по расчетам академика Эрика Галимова, для полного перевода энергетики России (в том состоянии, в котором она существует на данный момент) на обеспечение гелием-3 потребуется в год перерабатывать 2 миллиарда тонн грунта. Небольшая экспедиция космонавтов с этой задачей, конечно же, не справится. Следовательно, начатая Роскосмосом программа по освоению технологий добычи полезных ископаемых на Луне – начало очень и очень долгого пути.