Недавно запатентованная технология под названием "оптическая добыча" может позволить извлекать огромные объёмы воды из недр астероидов. Выделенная вода, в свою очередь, может обеспечить космические корабли недорогим топливом, что снизит стоимость миссий. Сторонники данной методики утверждают, что внедрение этой технологии станет новым шагом на пути освоения космоса.
Разработка "оптической добычи" финансировалась американским космическим агентством NASA, точнее, его отделом по финансированию инновационных передовых концепций (NIAC).
Новый проект, носящий официальное название APIS (Asteroid Provided In-Situ Supplies), был представлен 2 сентября 2015 года во время ежегодного собрания Американского института аэронавтики и астронавтики.
"Мы говорим о новой бизнес-модели, которая позволит сделать освоение космоса коммерчески выгодным", — поясняет главный исследователь проекта APIS Джоэл Серсел (Joel Sercel).
По словам профессора Серсела, APIS сможет обеспечить NASA необходимыми расходными материалами и топливом для всех будущих пилотируемых миссий, включая исследование лунной орбиты, освоение Марса и полёты к околоземным астероидам.
Технология "оптической добычи" подразумевает бурение углеродистых хондритов и извлечение воды и других летучих химических веществ. Собранное будет помещаться в специальный надувной мешок — и всё это будет происходить без использования сложной и дорогостоящей робототехники.
По словам Серсела, в план проекта APIS входит сбор 100 метрических тонн воды из недр околоземных астероидов и перемещение их на лунную орбиту — всё в рамках одного запуска ракеты SpaceX Falcon 9.
Сотрудники проекта уже провели компьютерное моделирование и лабораторные эксперименты на образцах метеоритов и в данный момент разрабатывают оптимальную стратегию.
В течение первой половины осени учёные будут тестировать своё оборудование на полигоне Уайт-Сэндс в Нью-Мексико, где будут нагревать камни, имитирующие астероиды, при помощи солнечных печей. Эти испытания покажут, как сконцентрированный свет сможет "бурить" твёрдую поверхность и позволять извлекать из материалов летучие вещества, в том числе и воду.
"Мы считаем, что высококонцентрированный солнечный свет может просверливать отверстия в твёрдых материалах, бурить и даже крошить астероид, при этом сама небесная глыба будет заключена в специальный защитный мешок", — рассказывает Серсел.
Защитный мешок — надувная система захвата — будет изготовлен из выдерживающего высокие температуры материала и будет обладать достаточными размерами, чтобы полностью захватить цель.
После того, как астероид окажется в ловушке, на него направят концентрированную солнечную энергию, которая заставит воду испаряться в специальный ограждающий мешок. Оттуда эта вода перенаправится в холодильный резервуар, где она будет храниться в виде твёрдого льда.
"Более 120 тонн воды, собранной в течение нескольких месяцев, могут храниться таким образом. Система APIS затем может транспортировать эти запасы к орбите Луны, где они могут быть преобразованы в расходный материал", — заключает Серсел.
Комментарии
А с астероидами можно обойтись дешевыми и легкими системами малой тяги. Причем топливо добывать на ходу из астероида без сложного оборудования. Пользоваться не химической реакцией а струями пара. Импульс низкий, зато система получается простая и надежная как топор.
Поясняю. С Луны взлететь надо 2 км/с - выйти на оклоземную/ лагранжа - еще 800 м/с. Даже с водородным топливом полученным из добытой воды вы потратите половину добытого топлива. Если учесть что такая система дороая - то хотелось бы многоразовую - на посадку обратно поражняком уйдет еще 15% топлива.
За один рейс вы привезете максимум тонн 5-10. Сравните это с заявленными 100 тоннами от астероидной добычи.
Для лунного комплекса прийдется летать раз 15. Думаю что на этом ресурс техники будет исчерпан на половину. Плюс при многократных операциях повышается риск аварии. При стоимости такого проекта этак в 10 раз выше чем астероидной. Где выгодней станет добывать по вашему?
Комментарий удален модератором
Для выхода на межпланетную траекторию и полета к околоземным астероидам требуется с НОО 3,6 км/с - и не больше 0,4 км/с нафинальные манеры. Для возврата к земле опять таки потребуется не больше 0,5 км/с в экономном режиме (высокая орбита / лагранж. 4 км/с - на НОО.
На луну -3,2 км/с траектория отлета, 0,8 км/с - выход на низкую орбиту Луны. 2 км/с - для посадки. И если потребитель не на луне - то для взлета и доставки еще 3 км/с. Если на НОО - то и вовсе все 6 км/с.
Вам сумму подсчитать, или вы умеете пользоваться калькулятором?
Зависит от скорости конкретного астероида, - а они несравнимо велики, вроде.
Никто не заставляет лететь в главный пояс астероидов, или к астероидам с высокоэлептической орбитой. У тех действительно слишком сложные для достижения орбиты.
Вообще если хотите по настоящему вникнуть , то вот дельты всех основных перелетов в солнечной системе http://i.imgur.com/6LK9AGf.png
А по характеристикам ракет, зондов, и способам расчета - википедия в помощь.
Если же хотите промоделировать ситуацию. То Kerbal Space Program - идеально для ракетного просветления разума.
И да пребудет с вами третий закон Кеплера.
Доставка к орбите Луны - это лишь как одна из удобных точек для орбитальной заправочно/промышленной базы.
Хотя есть еще один резон. Если лунная база не на полюсе. Даставка с полюса, это тоже самое что взлет и посадка полностью груженого лендера. Ибо полет по суборбитальной траектории с скоростью немногим меньше орбитальной, ее надо развить а потом еще и погасить. Тут тоже может оказаться проще и дешевле снабжение с орбиты. Когда лендер летит груженым только в одну сторону, а обратно поражняком (расходы топлива в 1,5 - 2 раза меньше, грузоподъемность в 2 раза выше.