Начало добычи гелия-3 запланировано на 2028 год: кому это нужно и зачем?

На днях компания Interlune из Сиэтла сделала интересное заявление: она разрабатывает роботизированный «харвестер» для добычи гелия-3 на Луне. Кроме того, ценный ресурс затем планируется доставить на Землю. В целом, изотоп можно использовать в разных отраслях, но он наиболее ценен для термоядерной энергетики. Которой, к сожалению, ещё нет, и она постоянно «где-то там». Так с какой целью планируется начать реализацию проекта? Об этом — под катом.

Что это за компания?

Её нельзя назвать никому не известной, ведь руководителем является Роб Мейерсон — экс-глава Blue Origin, космической компании Джеффа Безоса. Он с несколькими коллегами решил пойти дальше орбитальных полётов и начать реализацию проектов на других планетах и спутниках.

Ну а поскольку ближайший к нам спутник — это Луна, то его и будут осваивать в первую очередь. В 2026 году собираются запустить разведывательную миссию. А уже коммерческие операции начнут реализовывать в 2030-х годах. Компания, насколько можно понять, уверена в своих силах и знает, что и как делать. «Добыча ресурсов Луны технологически и экономически осуществима, — заявил Мейерсон в пресс-релизе. — Interlune благодаря опытной и квалифицированной команде разрабатывает основные технологии для аккуратной добычи и переработки лунных ресурсов, чтобы удовлетворить спрос широкого круга клиентов».

Деньги у Interlune тоже есть — ей удалось привлечь стартовый капитал в размере $18 млн, а также получить $15 млн дополнительного финансирования. Деньги выделили несколько венчурных компаний и бизнес-ангелов, включая Seven Seven Six, Aurelia Foundry Fund, Gaingels, Liquid 2 Ventures, Shasta Ventures и выпускников Мичиганского университета.

По мнению представителей компании, инвестиции помогут совершить технологический прорыв в плане добычи полезных для Земли ресурсов вне планеты.

В самой организации, помимо уже названного руководителя, есть опытные топ-менеджеры и представители разных отраслей науки, техники и бизнеса. Например, в команду основателей входят Гэри Лая, экс-главный архитектор Blue Origin. Он занимает должность главного технического директора в Interlune. Ещё это исполнительный директор Харрисон Шмитт, астронавт «Аполлон-17». Операционный директор Индра Хорнсби, представитель аэрокосмической отрасли с опытом работы в Rocket Lab и BlackSky, руководитель отдела продуктов Джеймс Антифаев, ранее работавший в Spaceflight Inc. и таких компаниях, как Alphabet Loon и Maxar Technologies.

Где сейчас используется гелий-3 и что это за элемент?

«Википедия» говорит нам, что в лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение миллиардов лет облучения солнечным ветром. В результате тонна лунного грунта (в тончайшем приповерхностном слое) содержит порядка 0,01 г гелия-3 (до 50 ppb) и 28 г гелия-4; это изотопное соотношение (~0,043%) значительно выше, чем в земной атмосфере. 

В настоящее время гелий-3 не добывается из природных источников (на Земле доступны небольшие количества гелия-3, чрезвычайно трудные для добычи), а создаётся при распаде искусственно полученного трития. Это очень дорого (около $2 тыс. за литр), правда, неизвестно, получится ли снизить стоимость изотопа, если добывать его на Луне.

Большая часть производимого в мире гелия-3 используется для наполнения газовых детекторов нейтронов. Остальные применения пока не выходят за пределы научных лабораторий. Правда, в последнее время он начинает входить в оборот в исследовательских организациях, которые работают с квантовыми компьютерами, в качестве охлаждающего элемента.

Конечно, широко распространена информация и о том, что этот элемент является идеальным топливом для термоядерных реакторов. Такие компании, как Helion Energy и Princeton Fusion Systems, собираются использовать гелий-3 и дейтерий в своих установках. Но проблема в том, что термоядерная энергия, точнее управляемый синтез, всё время в паре десятилетий от настоящего. Так было в 70-х годах прошлого века, так обстоит дело и сейчас.

Так что, возможно, компания просто хочет попробовать добывать ресурс на Луне, ведь его, как известно, хватает на спутнике Земли. Комбайн будет обрабатывать лунный реголит, извлекая гелий-3. Переработка нескольких тонн лунной породы даст 2-3 кг гелия-3.

Как отправлять комбайны на Луну?

Насколько можно понять, здесь у компании тоже всё продумано. Планируется фрахтовать транспорт от SpaceX или Blue Origin.Кроме того, возможно задействование и других аппаратов, которые сейчас разрабатываются в рамках программы NASA Artemis и её отдельного этапа CLPS.

Сначала, как и говорилось выше, на Луну отправят небольшой разведывательный аппарат, это случится в конце 2026 года. Добывать тогда ничего не будут, цель иная — точно узнать, сколько гелия-3 содержится в реголите в месте посадки. А вот в 2028 году на Луну отправится уже комбайн, который и попробует получить хотя бы немного гелия-3. Если всё получится, то Interlune начнёт промышленную добычу с 2030 года. То есть всего через 6 лет.

В идеальной ситуации компания планирует добывать и другие ресурсы, что поможет будущим лунным миссиям, а также самой Земле в плане получения редких элементов.

Не только Луна

Полезные ископаемые собираются добывать и на астероидах. Правда, прежде чем начать процесс, требуются не только технологии, но и список целей-астероидов с максимальной концентрацией полезных ископаемых разных видов. Кроме того, нужны данные о том, насколько сложно будет добывать ископаемые на астероидах и как доставлять руду на Землю или какой-то промежуточный пункт хранения. Получить такую информацию не очень просто, поскольку на астероид нельзя взять и отправить геолого-разведывательную партию или провести аэрофотосъёмку. Нужны зонды, способные детально изучать наиболее перспективные объекты.

Некоторые стартапы, включая, например, AstroForge, предлагают сконцентрировать усилия на металлических астероидах М-типа, содержащих огромные объёмы как обычных металлов, так и драгоценных и редкоземельных. Металлов платиновой группы в космосе достаточно много, о чём можно судить по составу железных метеоритов.

Чтобы получить больше информации о нюансах работы в космосе, стартап AstroForge запустил на околоземную орбиту спутник CubeSat, который предназначается для оценки того, как технологии добычи и переработки показывают себя в условиях микрогравитации. В начале 2024 года та же компания планирует отправить зонд для изучения определённого астероида — сейчас стартап не говорит, какого именно.

Источник