Ученые назвали количество лунных кратеров, содержащих металлы платиновой группы

Мечта о добыче полезных ископаемых за пределами Земли витает в воздухе уже не один десяток лет. Сперва это были лишь научные проекты, по большей части гипотезы. Затем появились реальные разработки, предложенные коммерческими компаниями, которые загорелись «‎астероидной лихорадкой». 

Все эти компании преследуют одну и ту же цель — редкие и дорогие металлы платиновой группы: рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir), платина (Pt). Это критически важные элементы для электроники, медицины, «‎зеленых» технологий. Кроме того, рассматривается и добыча воды — потенциального топлива, необходимого для дальних космических миссий. 

В земной коре содержание металлов платиновой группы невелико, но их много на астероидах. По крайней мере, на это указывают результаты анализов метеоритов и прямые измерения, проведенные с борта космических аппаратов. 

Особое внимание ученых приковано к околоземным астероидам, до которых теоретически легче добраться, чем до Луны или пояса астероидов. Интерес представляют два типа: астероиды класса M и астероиды класса C.

Первые считаются фрагментами ядер погибших протопланет. Такие тела обладают умеренно большим альбедо, а их спектр указывает на присутствие высокой доли металлов — железа, никеля и, что особенно важно, на металлы платиновой группы, которые «‎растворены» в астероидном материале. 

Вторые — темные углеродистые объекты, содержащие гидратированные минералы (например, глина, гипс). В кристаллической решетке этих минералов «‎заперты» молекулы воды, то есть они встроены внутрь кристалла. Такие астероиды рассматривают как потенциальные источники воды для будущих космических баз и межпланетных заправок. 

Однако понять до какого количества околоземных объектов людям реально добраться с нынешними технологиями, чтобы начать разработку полезных ископаемых, весьма сложно. В 2014 году астрофизик Мартин Элвис (Martin Elvis) предложил специальный математический метод для такой оценки. Выводы ученого охладили пыл многих. По его расчетам, всего существует 10 астероидов с металлами платиновой группы, доступных человечеству, а водосодержащих — 18. Весьма скромный «‎космический урожай» с учетом сотен миллиардов долларов инвестиций.

Пока одни ученые грезили пролетающими астероидами, другие решили посмотреть себе под ноги — точнее на поверхность ближайшего крупного к нам небесного тела. Речь о Луне. 

Международная команда астрономов под руководством Джаянта Ченнамангалама (Jayanth Chennamangalam), независимого исследователя из Канады, задалась вопросом: а что, если главные космические сокровища уже давно находятся на Луне благодаря тем же астероидам, которые бомбардировали лунную поверхность на протяжении миллиардов лет? Свои выводы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Planetary and Space Science. 

Ранее ученые были уверены, что когда астероид на огромной скорости врезается в лунную поверхность, он практически полностью испаряется. От него могут остаться лишь небольшие фрагменты, но они разлетаются в разные стороны и смешиваются с лунной пылью. Собирать такой материал затратно и невыгодно. Это пустая трата времени и денег. 

Но авторы последних исследований рисуют иную картину. Сложное компьютерное моделирование показало, что при определенных условиях, обычно при «‎вертикальных» ударах, значительная часть астероида может уцелеть. Особенно их металлическое ядро. В результате образования крупных кратеров, такой материал часто «стекает» в центр. Если от удара появляется небольшое углубление, материал смешивается с брекчией — спекшейся массой обломков, заполняющей чашу кратера. 

Иными словами, подобные образования на Луне становятся не просто «‎воронками», а природными «‎контейнерами» полезных ископаемых. Получается, что астероиды класса M могли оставить после себя залежи, богатые металлами платиновой группы, а астероиды класса C — залежи гидратированных минералов, то есть воды. 

Но сколько на самом деле таких природных «‎контейнеров» существует на естественном спутнике Земли? Чтобы ответить на этот вопрос Ченнамангалам и его коллеги изучили 1,3 миллиона лунных «‎воронок» и на основе полученной информации создали модель, в которую заложили ‎данные о частоте и типах ударов, вероятности «‎выживания» материала и его концентрации в кратерах.

Расчеты показали, что на Луне может находиться почти 6500 кратеров диаметром чуть более километра, образованные металлическими астероидами с высоким содержанием платиновой группы. Кроме того, чуть менее 3400 кратеров диаметром более километра, которые появились в результате падения темных углеродистых астероидов с гидратированными минералами.  

Полученные цифры на порядок выше, чем самые скромные оценки Элвиса касательно околоземных объектов, до которых можно добраться. Говоря проще, потенциально на нашем спутнике кратеров с редкими металлами и водой в разы больше, чем ‎богатых на эти минералы астероидов, доступных человеческой технике. 

По приблизительным оценкам команды Ченнамангалама, в лунных кратерах содержится платина и другие драгоценные металлы на сумму более триллиона долларов.

«Осуществить добычу полезных ископаемых на Луне гораздо проще, чем на астероидах. Во-первых, большинство таких объектов находится гораздо дальше, чем наш спутник. Во-вторых, гравитация там очень слабая, что создает технические трудности для посадки аппаратов. Гравитация Луны, напротив, слабее земной только в шесть раз. К тому же, на поверхность спутника люди сажали гораздо больше аппаратов, чем на поверхность астероидов. То есть опыт есть», — пояснил Ченнамангалам.

Однако даже если добыча полезных ископаемых на Луне технически проще, с юридической точки зрения она может быть более сложной. Договор о космосе 1967 года остается краеугольным камнем международного космического права. Он устанавливает правила для всех видов деятельности за пределами Земли, включая добычу космических ресурсов. В нем прямо сказано (статья II): 

«Космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами».

Проблема в том, что договор можно трактовать двусмысленно. С одной стороны он запрещает «‎национальное присвоение» космоса, с другой — не уточняет статус частных компаний. В этом случае следует ли считать частную добычу «национальным присвоением» или независимой деятельностью?

Многие эксперты сходятся во мнении, что в договоре существуют пробелы. В частности, он не объясняет, как следует регулировать коммерческую деятельность, кто может владеть космическими ресурсами, как делить прибыль, как защитить окружающую среду.

«Некоторые специалисты сравнивают добычу на астероидах с рыбной ловлей в международных водах. Мол, море ничье, но рыбу ловить можно. Однако к Луне такая аналогия слабо применима — слишком велик масштаб и слишком серьезны последствия», — пояснила австралийский юрист Ребекка Коннолли (Rebecca Connolly) из Сиднейского университета.

Представители международных космических агентств пытаются найти компромисс. Именно с этой целью в 2020 году было предложено так называемое «‎соглашение Артемиды», разрешающее коммерческое использование космических ресурсов. Оно основано на Договоре о космосе 1967 года. Однако его подписали всего 55 стран, но Россия и Китай, два ведущих игрока в космосе, к ним не присоединились.  

Получается, что юридическая неопределенность касательно исследования полезных ископаемых на Луне сохраняется. Если с такой целью на наш спутник отправится частная миссия, без четких юридических правил, это может создать ряд прецедентов, вплоть до возможных конфликтов. Специалисты сходятся во мнении, что Договор о космосе 1967 года необходимо доработать, как и другие аналогичные документы, и устранить все имеющиеся в них пробелы.