Обогащайтесь!
Так велит поступать новое божество – бог денег – своим верным последователям. Впрочем, для Америки в этом нет ничего нового. Удивляет другое: этот же принцип, хоть и завернутый в официальные формулировки, можно найти в законах, подписанных, казалось бы, непримиримыми политическими противниками – Бараком Обамой и Дональдом Трампом, которые возглавляли страну в одно десятилетие.
В 2015 г. Обама подписал одобренный конгрессом Закон о развитии конкуренции в сфере коммерческих космических запусков. Согласно этому документу, «гражданин США, занимающийся коммерческой добычей ресурсов на астероидах или в космосе… получает все права на добытые ресурсы, включая владение, распоряжение, транспортировку, использование и продажу… в рамках действующего законодательства и международных обязательств США». Закон также дает четкие определения: «Астероидными ресурсами считаются любые космические ресурсы, обнаруженные на поверхности или в недрах астероида. Термин "космический ресурс" означает любой неодушевленный объект, находящийся в космическом пространстве в его естественном состоянии. Прежде всего речь идет о воде и минералах».
Впервые человечество получило зеленый свет на то, чтобы покинуть земную колыбель и заняться поиском, добычей и продажей всех богатств, которые таит в себе космос. Формально закон, подписанный Обамой, не нарушает Договор о космосе 1967 г. – эту космическую конституцию, где записаны священные принципы освоения космоса, включая запрет на присвоение небесных тел[242]. И все же в нем таится зерно, из которого может вырасти нечто разрушительное.
А потом пришел Трамп. И вдруг стало ясно, что космическое право нуждается в срочном пересмотре: в 2020 г. президент опубликовал указ «О поощрении международной поддержки добычи и использования космических ресурсов» – напомним, что указы не требуют одобрения конгресса. Как говорится в самом документе, к его появлению привела «неопределенность в отношении прав на добычу и использование космических ресурсов». В своем фирменном стиле, без лишних слов, Трамп четко обозначил позицию: действующее законодательство должно предоставить американцам право на коммерческую разведку, добычу и использование ресурсов в космосе. Космос представляет собой уникальное правовое и физическое пространство для человеческой деятельности, и США не считают его всеобщим достоянием. Этот указ подрубил корни Договора о космосе, объявлявшего космическое пространство достоянием всего человечества. Ситуация до боли напоминает «Аватар», где алчные корпорации покушаются на священное Древо душ планеты Пандора. Далее в указе говорится: «Следовательно, политика США будет направлена на обеспечение международной поддержки государственной и частной добычи и использования космических ресурсов в соответствии с действующим законодательством».
Читая между строк официальных заявлений, нельзя не уловить послание, которое звучит едва ли не как глас небесный: «Обогащайтесь – под крылом Соединенных Штатов Америки». Перед нами словно новая американская мечта – типично американская в своей напористости и по-прежнему остающаяся мечтой. Впрочем, эта мечта не так уж далека от реальности. Осталось только решить, какие именно сокровища космоса мы собираемся добывать. А уж здесь, надо сказать, выбор поистине безграничен.
Что такое «космические ресурсы»? Это все те богатства, которые мы можем либо доставить из космоса на Землю, либо использовать прямо на месте для обеспечения человеческой деятельности – не только экономической. И пока наше воображение рисует гигантские буровые установки, которые под управлением роботов (словно в рассказах Айзека Азимова) вгрызаются в обломки далеких миров, реальность подсказывает более осторожный путь. Прежде чем замахиваться на космическое Эльдорадо, стоит присмотреться к более скромным сокровищам – пыли, льду и свету. Именно они станут первыми внеземными ресурсами, которые окажутся в нашем распоряжении[243]. И поначалу они будут использоваться главным образом для обеспечения самих космических миссий: лунный реголит послужит материалом для 3D-печати внеземных построек, а изо льда можно будет получать водород и кислород – то есть воздух, воду, а заодно и компоненты ракетного топлива.
Подробнее мы поговорим о них позже. А пока сосредоточимся на том, что человечество хотело бы доставить с Луны на Землю. Это полезные ископаемые, гелий–3 (перспективное топливо для термоядерного синтеза) и редкоземельные элементы вроде скандия и иттрия, без которых немыслимо современное производство высокотехнологичных устройств. Парадокс в том, что редкоземельные элементы вопреки их названию довольно распространены на Земле – просто их крупные месторождения сосредоточены в отдельных регионах, и львиная доля добычи и переработки приходится на Китай. Веский повод поискать альтернативные источники[244]. Впрочем, здесь возникает серьезная астрополитическая проблема: Китай тоже намерен добраться до лунных богатств.
Вернемся к тем самым буровым установкам – и к той черте, за которой реальность может превзойти самые смелые фантазии. На конференции в Нью-Йорке Рик Тамлинсон, один из руководителей компании Deep Space Industries, занимающейся космической добычей, заявил: «Именно безумные идеи двигают вперед человеческую культуру. И только наши собственные предубеждения заставляют нас считать их неосуществимыми». Что ж, в данном случае между словом и делом лежит всего-навсего космос[245].
Около 2010 г. идея добычи полезных ископаемых в космосе вдруг оказалась на пике популярности. Инвесторы выстраивались в очередь, готовые вкладывать деньги в самые смелые проекты. Основанный в 2012 г. стартап Planetary Resources сумел привлечь десятки миллионов долларов, обещая невиданные богатства с астероидов. На эту приманку клюнули даже такие акулы бизнеса, как Ричард Брэнсон и основатели Google Сергей Брин и Ларри Пейдж. Правительство Люксембурга и вовсе рискнуло 25 млн евро[246]. Увы, масштабные долгосрочные планы не выдержали столкновения с реальностью: инвесторам нужна была быстрая отдача. В итоге в 2018 г. Planetary Resources купила компания, занимающаяся блокчейном. Та же судьба постигла и Deep Space Industries – компанию, которая проектировала аппараты для разведки и добычи воды и минералов в космосе.
Британская Asteroid Mining Corporation разрабатывает спутники и зонд, способный добыть до 20 т платины. К 2033 г. они планируют впервые высадиться на небесное тело и взять пробы грунта – перед этим поверхность обследуют похожие на жуков шестиногие роботы. Американская Offworld тоже делает ставку на роботов-разведчиков: их гусеничные машины, созданные для работы в экстремальных условиях, будут действовать под управлением искусственного интеллекта в связке с людьми. Впрочем, прежде чем отправить эти технологии бороздить лунные просторы, их тщательно испытают на Земле. И речь идет не только о добыче ресурсов, но и о строительстве с использованием местных материалов – то, что специалисты называют In-Situ Resource Utilization (ISRU). А венгерская Puli Space Technologies уже создает луноходы для поиска таких ресурсов, как вода: их первый прототип, оснащенный спектрометром для обнаружения залежей льда, собирается отправиться на Луну.
Стоит изучить все эти эффектные 3D-модели, иллюстрации и броские рекламные лозунги, как становится ясно: между реальными проектами и их технической осуществимостью с одной стороны и расхожими представлениями о покорении дальнего космоса с другой – настоящая пропасть. Некоторые компании уже успели обжечься на этом несоответствии мечты и реальности. Кстати, о зрелости технологий: у инженеров есть для нее четкий измеритель – шкала Technology Readiness Level (TRL) с диапазоном от 1 до 9. И сегодняшние космические разработки едва дотягивают до 4–5 баллов – это всего лишь уровень лабораторных и промышленных испытаний. Неудивительно, что в 2019 г. в MIT Technology Review вышла статья Атоссы Араксии Абрахамиан с красноречивым заголовком: «Как лопнул пузырь астероидной добычи»[247]. Проще говоря, до роботов-буровиков, которые, как в рассказах Азимова, будут сверлить астероиды, нам пока как до Луны пешком.
Давайте на минуту дадим волю фантазии – просто чтобы представить масштаб космических богатств. Возьмем астероид Психея, он же (16) Психея – настоящий сундук с сокровищами в космосе. Судя по исследованиям его массы и состава, это настоящее космическое Эльдорадо, которому нет равных на Земле. Психея – один из крупнейших металлических астероидов в главном поясе, предположительно являющийся остатком ядра древней протопланеты[248]. Радарные наблюдения и анализ тепловой инерции (скорости поглощения и отдачи тепла) говорят о том, что астероид состоит в основном из никеля и железа с примесью силикатов, а также – внимание! – золота и платины. Этот космический колосс напоминает гигантскую картофелину длиной 280 км и высотой 232 км. Размеры более чем достаточные, чтобы не только совершить на нем посадку, но и построить добывающий комплекс, который кусок за куском будет извлекать небесные сокровища. И какие сокровища! Их стоимость настолько колоссальна, что ее трудно даже вообразить. Речь идет о суммах с 18 нулями – квинтиллион. И неважно, в долларах или евро считать такие астрономические суммы, – они все равно находятся за пределами человеческого понимания[249].
Теперь понятно, почему NASA в 2023 г. отправило к Психее исследовательский зонд – всем хочется разгадать тайны этого космического Клондайка массой около 23 миллиардов миллиардов килограммов. Представьте только: если бы каким-то чудом удалось притащить весь этот астероид на Землю и пустить его богатства в продажу, каждый житель планеты мог бы стать миллиардером. Правда, как метко заметила Симонетта Ди Пиппо, это обрушило бы мировую экономику в одночасье[250]. Но можно спать спокойно: у нас пока нет ни технологий для безопасной доставки экипажа к Психее, ни возможностей для добычи и транспортировки ее ресурсов.
В рекламных проспектах об этом обычно молчат, но инженеры и предприниматели прекрасно знают: чтобы забраться так далеко и сотворить там что-то по-настоящему грандиозное, придется побороться с законами природы. В космосе первый твой враг – пустота. Нет атмосферы – нет защиты. А еще эти безумные температурные качели: одна сторона объекта жарится под солнечными лучами, другая промерзает почти до абсолютного нуля.
И это еще не все! Попробуйте-ка поработать там, где гравитация совсем другая: на Марсе она в 2,5 раза, а на Луне в 6 раз меньше земной. Такие условия превращают в головоломку даже самые простые вещи вроде ходьбы или перемещения грузов. Достаточно вспомнить, как забавно подпрыгивали на Луне Армстронг и другие астронавты – словно дети на батуте.
А на относительно небольшой Психее придется работать буквально на привязи – одно неверное движение, и тебя отбросит на сотни метров, а то и на пару километров. И учтите: никто еще даже не пробовал испытывать роботов для добычи льда или минералов в таких экстремальных условиях. Попробуйте-ка заставить механизмы работать при диких перепадах температур, да еще и в условиях постоянного износа, царапин, повреждений – сама природа горных работ такова. А теперь представьте, что какая-то деталь сломалась. И это в миллионах километров от ближайшей мастерской!
Так что первые шаги в добыче космических ресурсов придется делать на Луне – других вариантов просто нет.
И все же, несмотря на все описанные сложности, космические миссии уже не одно десятилетие осваивают околоземное пространство и дальний космос в погоне за главным сокровищем – единственным, в неисчерпаемости которого мы абсолютно уверены. Речь идет о солнечной энергии[251]. В космосе, где нет ни фильтра в виде атмосферы, ни помех в виде облаков, где не существует привычной нам смены дня и ночи, этот источник энергии поистине бесконечен. Спутники, зонды, телескопы, космические станции и капсулы расправляют свои солнечные батареи, словно паруса под космическим ветром.
Именно солнечная энергия позволяет «Джеймсу Уэббу» и «Хабблу» продолжать бороздить дальние просторы Вселенной. А что, если использовать эту энергию у себя дома? Ведь расстояние от Солнца до Земли просто идеально подходит для сбора солнечного света. Так родилась смелая идея: построить в космосе гигантские солнечные электростанции, которые будут превращать солнечный свет в электричество и передавать его на Землю. Как это часто бывает, первым такую возможность предвидел Айзек Азимов в своем рассказе «Логика» (1941)[252]. А воплощать фантастику в жизнь взялись уже настоящие ученые – профессор со своими студентами.
Вечер 22 мая 2023 г. На крыше Лаборатории Гордона и Бетти Мур Калифорнийского технологического института Али Хаджимири и его студенты с особой тщательностью расставляют оборудование. Под навесом замерли приборы, готовые уловить сигнал – если, конечно, он появится. Параболическая антенна на массивном штативе застыла, словно огромная воронка, ожидающая небесного дождя. Только вместо воды она должна поймать энергию – точнее, крошечные ее капли, которых не хватит и на то, чтобы зажечь лампочку. Впрочем, для первого эксперимента и этого будет достаточно.
И они это сделали! В ходе эксперимента MAPLE калифорнийским ученым удалось превратить космическую солнечную энергию в особые частоты и передать их на свой приемник[253]. Сама технология не была чем-то новым – это обычные микроволны. Та же система уже вовсю используется для беспроводной зарядки смартфонов, роботов-пылесосов и электромобилей. Правда, раньше речь шла о сущих пустяках – передаче энергии в пределах гостиной, кладовки или гаража. По крайней мере так было до того момента, пока Али Хаджимири со студентами не совершили свой исторический прорыв.
Правда, пока все эти грандиозные проекты существуют лишь на бумаге. В них говорится о передаче колоссальных объемов энергии – мегаватты, а то и гигаватты мощности – с высоты более 30 000 км на наземные станции. А что в реальности? В ходе эксперимента Хаджимири и его студентам удалось передать всего несколько ватт энергии между двумя светодиодами в космосе, разнесенными меньше чем на метр. Китайские ученые продвинулись чуть дальше, проверив ту же технологию на Земле на расстоянии 55 м[254]. Теперь ученым предстоит сделать следующий важный шаг – масштабировать эти технологии для работы в космосе. Выполнением задачи займется программа Solaris, запущенная Европейским космическим агентством. Ее цель – обеспечить Европу экологически чистым, доступным и возобновляемым источником энергии, который поможет удовлетворить растущий спрос на электричество и полностью избавиться от выбросов к 2050 г.[255]
Мечта о добыче солнечной энергии в космосе – или, на языке специалистов, солнечная энергия космического базирования (SBSP) – будоражит умы ученых уже больше полувека. Первым эту идею всерьез обосновал инженер Питер Глейзер. В ноябре 1968 г. он опубликовал в Science статью с революционным прогнозом: дальнейшее развитие человечества, а может быть, и само его выживание на Земле будет зависеть от того, научимся ли мы использовать альтернативные источники энергии. И самый перспективный из них – энергия Солнца, этого поистине неисчерпаемого источника. Особенно если собирать ее за пределами атмосферы, где солнечное излучение гораздо интенсивнее, а затем передавать на земные электросети по беспроводной связи (WTP).
Европейское космическое агентство уже взялось за реализацию этой идеи. В 2022 г. оно поручило двум компаниям – британской Frazer-Nash Consultancy и немецкой Roland Berger – провести технико-экономическое обоснование строительства солнечных электростанций в космосе[256]. Они должны представить 22 странам – участницам агентства детальный анализ затрат и выгод, а также план создания необходимой инфраструктуры.
Флагманский проект ЕКА получил название CASSIOPEIA. Он предполагает создание настоящего космического собора весом 2000 т. Его спиральная конструкция будет состоять из 61 000 слоев солнечных панелей. Два мощных зеркала будут собирать солнечный свет, панели преобразуют его в электричество, которое затем отправится на Землю в виде микроволнового луча. Станцию планируют разместить на геостационарной орбите, в 36 000 км над планетой. На такой высоте она никогда не скроется за горизонтом и сможет непрерывно передавать энергию на специальные приемные антенны – ректенны.
Есть и второй проект – SPS-ALPHA, детище бывшего физика NASA Джона С. Манкинса. Эта космическая электростанция, которую также планируется вывести на геостационарную орбиту, займет площадь 15 кв. км при диаметре около 4 км. Мощность станции составит 2 ГВт.
Эти две системы смогут обеспечить от 10 до 20% годового энергопотребления Европы. Масштаб проекта впечатляет: километровые конструкции предстоит собрать на геостационарной орбите, причем делать это будут автономные роботы. Чтобы оценить грандиозность замысла, достаточно одного сравнения: крупнейшее из построенных человеком орбитальных сооружений – Международная космическая станция – размером всего лишь с футбольное поле. CASSIOPEIA или SPS-ALPHA станет самой масштабной конструкцией, когда-либо созданной за пределами земной атмосферы. И как в случае с добычей космических ископаемых или колонизацией Луны и Марса, вопрос уже не в том, возможно ли это, а в том, когда это произойдет.
Для вывода всего этого на орбиту потребуются сотни запусков. Точная стоимость неизвестна, но даже предварительные оценки говорят о миллиардах евро – и это только на строительство. При этом мы даже не берем в расчет отсутствие необходимых технологий орбитального производства – автономных роботов и механизмов, способных собирать конструкции размером с город на высоте 36 000 км. Проектирование таких роботов уже не кажется утопией, однако мы пока не умеем создавать надежные и эффективные машины, которые не сломаются в условиях, где ремонт невозможен.
Нельзя забывать и о том, что при нынешней стоимости запусков на такую высоту никакой бизнес-план не будет рентабельным. Разве что первыми возьмутся инвестировать правительства. И такой сценарий не лишен оснований: космическая солнечная энергетика, обещающая стать одним из путей к декарбонизации, притягивает все больше внимания и уже вызвала настоящую гонку инвестиций между странами. Впереди всех здесь Китай, за ним следуют США. Правда, стоит отметить важный момент: пока что все это существует лишь на бумаге. Такие исполинские проекты, как CASSIOPEIA и SPS-ALPHA, еще только предстоит воплотить в жизнь, преодолев все технологические барьеры. По предварительным оценкам ЕКА, первая космическая солнечная станция может заработать к 2040 г. – это если взяться за дело прямо сейчас[257]. Китай настроен еще амбициознее: обещает запустить полностью функционирующую станцию уже к 2028 г.
В отчете «Начало новой космической эры» (Space: The Dawn of a New Age), опубликованном в мае 2022 г., американский финансовый гигант Citigroup приводит ошеломляющие данные Министерства энергетики США: «Количество солнечной энергии, достигающей Земли всего за час, превышает годовое энергопотребление всего человечества (430 квинтиллионов джоулей)»[258]. По данным технического отчета Roland Berger, подготовленного для ЕКА, если все пойдет по плану, к 2050 г. проект CASSIOPEIA сможет генерировать 800 тераватт-часов энергии ежегодно. Что касается SPS-ALPHA, то эта система космической солнечной энергетики мощностью 2 ГВт будет производить около 15,78 тераватт-часов в год. Чтобы обеспечить 10% валового спроса на электроэнергию в Евросоюзе (который, по базовому сценарию ЕС 2020, достигнет примерно 3500 тераватт-часов к 2050 г.), потребуется от 20 до 25 таких электростанций с суммарной выработкой 314–390 тераватт-часов. В финансовом выражении картина выглядит так: при общих затратах на строительство, запуск, обслуживание и эксплуатацию 418 млрд евро один только проект CASSIOPEIA обещает чистую прибыль от 149 млрд до 262 млрд евро, со средним показателем 183 млрд за период с 2022 по 2070 г. При этом затраты будут снижаться по мере строительства.
Значит, дорога к богатству открыта? Не все так просто. Учитывая всеобщую заинтересованность в чистой энергии и декарбонизации, сложно – если не сказать невозможно – представить, что частный капитал рискнет вложить в такие проекты сотни миллиардов долларов. Без государственно-частного партнерства не обойтись, а скорее всего, государствам придется взять на себя львиную долю рисков. В этой области новой американской мечте предстоит долгий и тернистый путь.