Антон Первушин - Последний космический шанс
Японский межпланетный аппарат «Hayabusa»
Хотя содержание металлов кажется незначительным (около 3 % от массы астероида) ученые подсчитали, что если, к примеру, добыть из него все золото, то его количество будет больше, чем запасы этого драгоценного металла, накопленные на Земле. Столь же богатым потенциалом обладают месторождения алюминия, серебра, цинка. Общая стоимость цветных и драгоценных металлов, которые можно добыть из Эроса, оценивается в 20 трлн долларов. Настоящая сокровищница! А ведь Эрос – далеко не самый крупный и не самый «насыщенный» металлами астероид из известных нам.
Еще более интересный эксперимент решились провести японские ученые. Построенный ими аппарат «Хаябуса» (“Hayabusa” «Сапсан», MUSES-C) отправился в космос 9 мая 2003 года. Через два года он вышел на орбиту сближающегося астероида Итокава (25143 Itokawa), открытого, кстати, в рамках программы НАСА по поиску «угрожающих» небесных тел, и «завис» на расстоянии 20 км, приступив к исследованиям. Планировалось, что «Хаябуса» совершит три посадки на астероид в разных местах и соберет образцы грунта. Однако программу миссии пришлось пересмотреть из-за технических сбоев. В ноябре 2005 года «Хаябуса» совершил несколько маневров рядом с астероидом, сбросив на его поверхность прыгающего миниробота «Минерва» (“Minerva”, “Micro/ Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid”), который должен был передавать с Итокавы стереоскопические снимки. Попасть в астероид оказалось непросто – миниробот промахнулся и улетел в открытый космос. 20 ноября японские ученые все же дали команду на новый спуск к астероиду, на него была сброшена мишень. Но в самый ответственный момент с аппаратом «Хаябуса» потеряли связь, он ударился, «спружинил», потом медленно опустился на поверхность, заваливаясь на бок, после чего все-таки получил команду с Земли и взлетел. Вторую попытку забрать грунт японцы предприняли 26 ноября, и она оказалась вполне успешной, хотя доставка образцов на Землю опять же не обошлась без приключений. Лабораторное изучение грунта – первого грунта с астероида в истории! – показало, что новейшие теории образования астероидов в принципе верны. Материал Итокавы родственен каменным метеоритам (хондритам), которые, как считается, формировались непосредственно из протопланетного облака. Кроме того, астероид оказался частью более массивного тела диаметром порядка 20 км, которое было разрушено столкновением уже после завершения процесса формирования последнего.
Европейский межпланетный аппарат «Rosetta»
Исследования астероидов продолжаются. Европейский аппарат «Розетта» (“Rosetta”), стартовавший в феврале 2004 года, по дороге к комете 67Р Чурюмова – Герасименко успел в подробностях заснять два астероида главного пояса: Штейнс (2867 Steins) и Лютецию (21 Lutetia). Последний из астероидов считается древнейшим, он сформировался вместе с Солнечной системой, однако давно вызывал вопросы у астрономов: по блеску его относили к классу металлических астероидов, а результат радиолокации соответствовал «хондритным». Точные измерения, проделанные приборами «Розеттой», разрешили эту загадку: оказалось, что поверхность Лютеции покрыта гидратированными минералами, а ее реальная плотность ниже расчетной.
Снимок астероида Лютеция, сделанный аппаратом «Rosetta»
Неплохие снимки астероидов передали и другие аппараты: «Стардаст» (“Stardust” с англ. «Звездная пыль») запечатлел астероид Аннафранк (5535 Annefrank), а «Новые горизонты» (“New Horizons”) – астероид 132524 APL.
Пожалуй, самые замечательные открытия выпали на долю американского аппарата «Рассвет» (“Dawn”). Он был запущен 23 сентября 2007 года, подробно изучил каменистый астероид главного пояса Веста (4 Vesta). На Весте были обнаружены темные образования, схожие по структуре с лунными «морями» и огромный кратер Реясильвия диаметром 500 м, свидетельствующий о древнем столкновении, которое едва не разрушило астероид до основания. Закончив с Вестой, в феврале 2015 года «Рассвет» добрался до Цереры, которая ныне получила статус «карликовой» планеты, и в настоящее время проводит ее картографирование. Особый интерес у исследователей вызывают ярко-белые пятна на поверхности – скорее всего, это выходы водного льда, который под слоем грунта покрывает почти всю Цереру, или экзотические криовулканы, выдающие наличие слабой тектонической активности.
Американский межпланетный аппарат «Dawn»
Как видите, мир астероидов разнообразен, но исследован ничтожно мало. Фактически человечество только-только подступилось к нему. Главная проблема – микрогравитация, которая не позволяет совершить спокойную посадку на астероид: любой объект придется как-то «прижимать» к поверхности, чтобы он случайно не улетел в космос. Но в этом есть и преимущества: для работы на астероиде не понадобятся значительные запасы топлива, как на Луне.
Снимок астероида Веста, полученный аппаратом «Dawn»
Так или иначе, но астероидами будут заниматься. Необходимо разведать ресурсы этих тел, чтобы впоследствии понять, как их можно использовать при развитии межпланетной инфраструктуры. Например, астероид 1986 DA в диаметре 2,3 км состоит из сплава железа с никелем и подходит к Земле на достаточно близкое расстояние. Астероид Клеопатра (216 Kleopatra), по внешнему виду очень похожий на «сахарную косточку», имеет довольно приличные размеры (217 км в длину) и тоже состоит из железо-никелевого сплава. Однако добираться до него долго и скучно – нас разделяют 170 млн км пустоты. Находящийся не так далеко от Земли двухкилометровый астероид Амон (3554 Amun) целиком состоит из металлов. Стоимость железа и никеля этого астероида оценивается в 8 трлн долларов, кобальта – в 6 трлн, металлов платиновой группы – примерно в 6 трлн.
Специалисты утверждают, что в любом металлическом астероиде диаметром 1 км содержатся запасы сырья, пятикратно превышающие годовое потребление стали в мире. Конечно же, нет нужды тащить все эти металлы на Землю, но любое сырье в космосе бесценно само по себе, ведь его можно использовать для строительства крупногабаритных конструкций. Высшая школа горных наук Колорадо в инициативном порядке приступила к изучению возможности добычи полезных ископаемых на астероидах: коллективом преподавателей и студентов конструируется установка для отделения металлов и воды от других пород этих малых тел.
Очевидно, в скором времени следует ожидать пилотируемый полет к одному из ближайших астероидов. И этот космический рейс будет куда эффектнее и значимее для земной цивилизации, чем очередная экспедиция на Луну.
5.4. Первые на астероиде
Давайте вернемся немного назад. Мы помним, что в 2009 году американский президент Барак Обама поручил комиссии Нормана Огастина изучить обоснованность программы «Созвездие» и изыскать возможности сокращения бюджета НАСА в условиях экономического кризиса. В ходе анализа члены комиссии пришли к выводу, что для реализации всех планов, заложенных в программе, необходимо, наоборот, увеличить финансирование НАСА, но и это не гарантирует, что ракеты «Арес» и корабль «Орион» будут построены в срок, а американский астронавт высадится на Луну до конца 2020-х годов. В качестве альтернативы комиссия предложила свою программу космической экспансии, названную «Гибкий путь» (“Flexible Path”), и этот вариант президент Обама фактически узаконил в качестве главной стратегической линии для НАСА, выступив с «апрельскими тезисами» во время своего посещения Космического центра имени Кеннеди (Флорида).
Комиссия Огастина исходила из концепции постепенного совершенствования межпланетных средств транспортировки через реализацию небольших, но ярких задач в ближнем и дальнем космосе. Когда будут построены универсальный корабль «Орион-MPCV» и сверхтяжелая ракета-носитель SLS к нему, НАСА предстоит организовать несколько важных для дальнейшего развития миссий.
В первую очередь состоится тренировочный полет вокруг Луны продолжительностью до двух недель. За ним последуют визиты в точки Лагранжа систем Земля-Луна (20 суток) и Земля-Солнце (от 30 до 90 суток). Что могут дать эти экспедиции? Точки Лагранжа (или «точки либрации») – это точки равновесия гравитационных сил между двумя космическими телами, находящимися на стабильных орбитах, причем их несколько: одна находится между телами, другие – с разных сторон от тел. В точках Лагранжа, называемых «гравитационными ловушками», не только удобно размещать космические обсерватории, но можно поискать обломки астероидов, реликтовую космическую пыль или даже гипотетические зонды инопланетян. Астрономы уже проводили наблюдения этих районов и обнаружили трехсотметровый «троянский» астероид 2010 TK7 в L4 («треугольная» точка Лагранжа) на расстоянии 25 млн км от Земли. Согласно другим наблюдениям, в L5 (противоположная «треугольная» точка Лагранжа) находится большое скопление межпланетной пыли (так называемые «облака Кордылевского»).
