Artur Kurasiński – Czym jest dokładnie górnictwo kosmiczne?
Gordon Wasilewski (Inżynier R&D w Astronika) – Najczęściej w popularnej opinii natrafiamy na problematykę górnictwa Pro Terrum, czyli wydobycia w kosmosie, transportu na Ziemię i wykorzystania tych materiałów bezpośrednio w ziemskiej gospodarce, natomiast to nie jest priorytet najbliższych dekad.
Dzisiaj naukowcy i inżynierowie, zarówno z sektora publicznego i prywatnego, skupiają się przede wszystkim na tzw. ISRU (In Situ Resource Utilization), czyli poszukiwaniu, pozyskaniu i wykorzystaniu zasobów kosmicznych na miejscu w kosmosie.
Przede wszystkim skupiamy się na podstawowych zasobach obniżających koszty i ryzyka misji kosmicznych, takich jak woda, tlen, regolit i energia, ponieważ umożliwiają nam one bardziej zrównoważoną obecność w kosmosie – zarówno na orbicie jak i na powierzchni ciała pozaziemskiego.
Powiedzmy, że chcę teraz założyć firmę, która będzie zarabiała na wydobyciu surowców z asteroidów. Jakie środki finansowe do tego muszę mieć? Jaki sprzęt? Kto mi pomoże w transporcie na orbitę? I jak ten urobek przewieźć z powrotem na Ziemię?
W tym kontekście, najpewniejszym biznesem dzisiaj jest poszukiwanie zasobów asteroidalnych – charakteryzowanie, katalogowanie, szacowanie – w oparciu o istniejące dane lub zbieranie nowych informacji dzięki nowym misjom kosmicznym.
Ale niezwykle ważnym krokiem jest również demonstracja technologii wydobycia i przetwarzania takich zasobów. W związku z brakiem przykładów takiego wydobycia dotychczas, działamy w domenie problemu ‘chicken-egg’ – nie wiemy jak przygotować się, jak zaprojektować urządzenia do pracy, w tak ekstremalnych warunkach środowiskowych (z wieloma niewiadomymi geologicznymi), ponieważ nie znamy do końca parametrów i zachowań w tych środowiskach.
Dlatego też tak istotne są badania podstawowe i testy konceptów technologii wydobywczych w warunkach ziemskich i symulowanych kosmicznych w laboratoriach. Rezultaty takich prac są bardzo cenione w przemyśle kosmicznym, dlatego podmioty, które się ich podejmują, najczęściej są finansowane przez duże agencje kosmiczne i inne programy badawcze.
Problemy transportowe rozwiążą innowacje związane ze stale obniżającymi się kosztami transportu kosmicznego. To jest samonapędzający się mechanizm, umożliwiający nam szerszą obecność w kosmosie, zarówno dzięki coraz efektywniejszym rakietom, jak i dzięki budowie krytycznej infrastruktutry kosmicznej, takiej jak bazy, porty i stacje paliwowe na ważnych węzłach orbitalnych.
Dzięki agencji rządowej NASA ludzkość stanęła na Księżycu. Dzięki prywatnej firmie SpaceX po raz pierwszy ludzie polecieli w kosmos jako pasażerowie w prywatnej rakiecie. Przyszłość kosmosu to komercjalizacja dzięki prywatnym firmom?
Przyszłość kosmosu to partnerstwa publiczno-prywatne i właśnie SpaceX jest tutaj świetnym tego przykładem. Kosmos potrzebuje inwestora, który bierze na siebie bardzo duże ryzyko porażki. Sojusz prywatnych inwestorów-wizjonerów, takich jak Musk czy Bezos, z publicznymi programami badawczymi, zapewnia olbrzymie pole do manewru w eksploracji kosmosu.
Podobny sojusz będzie potrzebny przy budowie infrastruktury kosmicznej, ponieważ można ją porównać do inwestycji o niskiej, długoterminowej stopie zwrotu – takich jak tunele czy elektrownie atomowe. Do takich inwestycji zawsze potrzeba podmiotu, który doskonale rozumie, że zwrot strategiczny i komercyjny zobaczymy dopiero za wiele lat. Ale to dzięki prywatnym kontraktorom takie projekty strategiczne nie są tak kosztowne i długotrwałe, jak te realizowane w całości przez państwo.
Często słyszy się, że na Marsie czy Księżycu obowiązuję inne prawa z powodu odległości od Ziemi. Czy to jest prawda? Kosmos to obecnie taki „dziki Zachód” gdzie wygrywa silniejszy i bogatszy?
Absolutnie! Analogie historyczne doskonale pokazują nam to, czego powinniśmy się spodziewać w eksploracji kosmosu. Program Apollo możemy porównać do wyprawy Kolumba do Ameryki. Dzisiaj czekamy na rozwój technologii, który umożliwi nam bezpieczne i tanie podróżowanie na Księżyc i z powrotem, tak jak holenderskie fluity umożliwiły transport transatlantycki w XVI wieku. Statkiem XXI wieku będzie najpewniej Starship. A dalszą historię możemy sobie łatwo dopowiedzieć.
Amerykanie chcą ponownie pojawić się na Księżycu – tym razem po to aby założyć tam stałą bazę. Artemis ma posłużyć jako stacja przesiadkowa do podróży w głąb naszego układu słonecznego?
Nie da się realizować ambitnych programów eksploracji kosmosu i szerokiej obecności ludzkości na innych ciałach niebieskich, bez obecności na Księżycu. Nasza planeta jest najcenniejszym darem, jaki dostaliśmy od czasu i kosmosu, ale przez dużą pułapkę grawitacyjną, którą nam generuje, olbrzymie ciężko z niej jest się wydostać. Około 90% masy rakiet, którymi podróżujemy poza Ziemię, stanowi paliwo.
W przypadku Księżyca, potrzebujemy już tylko około 50% tej masy. To wielkie oszczędności, ale przede wszystkim olbrzymie obniżenie wymagań technicznych systemów, które wysyłamy. Natomiast sama niższa grawitacja nie daje nam wiele, jeżeli nie jesteśmy w stanie generować paliwa rakietowego w tym miejscu.
Na szczęście, na Srebrnym Globie znajdują się znaczne zasoby wody zlokalizowane w depozytach lodowych Permanentnie Zacienionych Regionów na biegunach. To właśnie tam rozpocznie się nasza pogoń za bogactwami Układu Słonecznego.
Jak wygląda proces wydobycia surowców z asteroidy? Wystarczy podlecieć statkiem, pofedrować, zabrać urobek i polecieć do bazy?
Istnieją koncepcje technologii, które mocno czerpią z ziemskich dobrych praktyk górniczych, dlatego kopalnie odkrywkowe nie są złym pomysłem. Natomiast obniżona czy mikrograwitacja, jaka panuje na niewielkich obiektach, generuje konieczność kotwienia się lub innego sposobu radzenia sobie z siłami reakcji, dlatego metody termiczne, wybuchowe a nawet biologiczne są realnymi alternatywami. Warunki kosmiczne sprawiają, że musimy radzić sobie z wieloma problemami często w nieintuicyjny sposób, ale zapewniają szerokie pole do popisu.
Elon Musk chce za kilka lat przetransportować pierwszych kolonistów na Marsa. Tylko po co? Dlaczego mamy zasiedlać kolejne planety jeśli nie umiemy poradzić sobie z problemami na Ziemi? Czy kosmiczny wyścig miliarderów nie zmieni się w turbokapitalistyczną wersję podboju Dzikiego Zachodu tylko, że w przestrzeni kosmicznej?
To bardzo głupia narracja. Nie możemy patrzeć się tylko pod nogi, ponieważ krótkowzroczność odbija nam się rykoszetem. Potrzebujemy wyzwań, które nas jako gatunek uszlachetniają i jednoczą, ale także otwierają nowe możliwości. Takim wyzwaniem jest właśnie szersze zagospodarowanie kosmosu, wyjście poza orbity okołoziemskie, na których, nomen omen, już dzisiaj oparta jest znaczna część globalnej gospodarki, naszego codziennego życia i przewidywań o naszej przyszłości.
Kolonizacja Księżyca czy Marsa jest budową przyczółka, na bazie którego rozwiną się nowe gospodarki, społeczeństwa a także gatunki ludzi. ‘Dziki Zachód’ jest miejscem, w którym powstają innowacje, w którym ludzie odkrywają swój prawdziwy potencjał, w którym wynajdujemy nowe technologie i procesy ułatwiające nam życie. W przypadku ciał pozaziemskich, to także miejsca, w których znajdujemy informacje o naszej historii, ewolucji i odpowiedzi na szereg nierozwiązanych pytań i problemów naukowych.
Jak wyglądać będzie życie na Ziemi, kiedy odkryjemy pierwotne życie na Marsie lub sygnały zaawansowanej cywilizacji dzięki teleskopowi na niewidocznej stronie Księżyca? Jak wyglądać będzie życie na Ziemi, kiedy przemysł intensywny ekologicznie przeniesie się na pas planetoid?
Nie odpowiemy sobie na te pytania, jeżeli będziemy dyskredytować eksplorację kosmosu. Wiemy za to doskonale, jak będzie wyglądało ‘życie jakie znamy’, kiedy trafimy na kolejne masowe wymieranie bez posiadania kopii zapasowej naszego gatunku.
Jak bardzo cenny jest i co zawiera księżycowy regolit? I czy powinniśmy pokładać nadzieje w masowym wydobyciu Hel-3?
Księżycowy regolit możemy całkiem dobrze porównać do kruszonego bazaltu. Zbudowany jest więc głównie z tlenków różnych metali, takich jak krzem, glin, żelazo czy tytan. Przez wzgląd na brak atmosfery i magnetosfery, posiada też materiały implantowane przez wiatr słoneczny, takie jak Hel-3, a w związku z niższą grawitacją i częstym zderzaniem się z innymi ciałami, posiada tuż przy powierzchni także metale i pierwiastki rzadkie – często z bogatszą kompozycją niż te występujące na Ziemi. Na Hel być może kiedyś przyjdzie czas, obecnie jednak nie jest priorytetem eksploracji.
Słyszymy o sukcesach NASA i Elona Muska. Natomiast o wiele mniej osób wie co robi ESA a prawie nic nie słychać o chińskim programie kosmicznym…
A ja myślałem, że ostatnio słychać tylko i wyłącznie o chińskim programie kosmicznym! Jedyny kraj, któremu udało się wylądować (i to wielokrotnie) po wielu dekadach na Księżycu, plany budowy wspólnej rosyjsko-chińskiej bazy lunarnej, niedługo lądowanie na Marsie…
Oczywiście w popularnej opinii kosmos jest zdominowany przez NASA i SpaceX, ponieważ cała pop-kultura otacza się wokół nich, a ich spektakularne sukcesy są promowane w spektakularny sposób. Natomiast przemysł kosmiczny to niezwykle połączony i międzynarodowy biznes, w którym różni gracze działają na różnym szczeblu – od badań podstawowych po rzeczywiste wykorzystanie jakiegoś sprzętu w kosmosie, od małych graczy takich jak Astronika, po wielkie agencje kosmiczne takie jak ESA.
Powinniśmy być dumni z tego, że jesteśmy częścią tej europejskiej rodziny, a koszulki z logo ESA powinny być powszechne na ulicy! Europejska Agencja Kosmiczna to pierwsza misja ludzkości z lądowaniem na komecie, Mars Express, który działa nieprzerwanie od prawie 18 lat na orbicie Marsa, misja JUICE na Jowisza, Gaia, która mapuje kosmos, to nasi astronauci, którzy są na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej czy nasze rakiety Ariane. Jest o czym mówić!
Łazik Perseverance wylądował bezpiecznie, ale to nie koniec inwazji na Marsa. Lecą tam jeszcze chińska misja i Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Dlaczego Mars jest tak atrakcyjnym miejscem?
Z bardzo prostego powodu – to planeta, której parametry i historia są najbardziej zbliżona do tych ziemskich. W eksploracji kosmosu często podążamy za wodą i pierwiastkami biogenicznymi, ponieważ to na nich jest oparte jest życie jakie znamy. Mars przedstawia nam wiele dowodów na to, że życie w jego starożytnej przyszłości mogło tam zaistnieć, a być może nawet przetrwać do dziś. A to jest absolutnie fundamentalne pytanie naukowe, które, w przypadku pozytywnej odpowiedzi, zmieniłoby wiele w naszym życiu. To także wskazówka, ponieważ skoro życie mogło się tam uformować, dla nas ta planeta również jest zamieszkiwalna. A potrzebujemy planu B.
