Исследования

Использование структуры нефтяной промышленности для картирования космических ресурсов

Решение проблемы курицы и яйца, связанной с использованием ресурсов в космосе, было трудной задачей на протяжении более полувека. Для эффективного сбора этих ресурсов необходимо создать достаточную инфраструктуру, но без использования самих ресурсов это обходится слишком дорого. Попытки решить эту проблему были в центре внимания множества энтузиастов освоения космоса, и один из них, Дон Баркер, в настоящее время является руководителем отдела использования и интеграции транспортных средств для посещений Gateway HALO в корпорации ARES. В 2020 году он опубликовал статью, в которой подробно описывал, как индустрия космических исследований может использовать модифицированную версию концепции нефтегазовой отрасли, которую он называет Системой управления планетарными ресурсами (PRMS), чтобы рассчитать, на чем нам следует сосредоточить усилия по урегулированию.

PRMS представляет собой двухэтапный процесс: поиск ресурсов и последующая разработка технологии их использования. В идеале эти технологии должны были бы развиться до такой степени, что эти ресурсные процессы станут коммерчески жизнеспособными. Давайте сначала посмотрим на процесс поиска ресурса.

Самый базовый уровень поиска ресурсов — это изображение дистанционного зондирования с размером около 100 м или более на пиксель. Это можно сделать с помощью относительно хорошей камеры на борту орбитального космического корабля. Следующим шагом будет удаленное изображение размером от 5 до 100 метров на пиксель в сочетании с геофизическими доказательствами того, что ресурс доступен. Важно отметить, что это будет сочетаться с оценкой ресурсов, которая включает такие оценки, как экономический эффект и технологическая доступность.

Фрейзер рассказывает, что такое ISRU и почему это важно.

Последним этапом «критериев поиска» PRMS является изображение дистанционного зондирования с разрешением менее 5 м на пиксель, геофизическое свидетельство присутствия ресурса и доказательство того, что он доступен с использованием современных технологий. Это снова будет сочетаться с оценкой экономической жизнеспособности восстановления, чтобы обеспечить поддержку этих усилий в долгосрочной перспективе.

Технологии, такие как карьерные горнодобывающие машины или внеземные буровые установки, обеспечивают доступ к ресурсам, которые могут быть найдены в ходе геологоразведочных проектов. Три категории извлекаемых ресурсов – возможные, вероятные и доказанные – соответствуют трем категориям поисков, перечисленным выше. В системе также используется показатель под названием Estimated Ultimate Recovery (EUR), чтобы отразить, какая часть потенциального месторождения ресурсов в конечном итоге может быть добыта.

Рассчитывая различные цифры для месторождений определенного материала (например, водяного льда на Луне), эту структуру можно объединить с общей архитектурой миссии и целями исследования человеком, чтобы определить важность этого конкретного месторождения для «успеха миссии». Здесь все становится сложнее, поскольку «успех миссии» в первую очередь определяется тем, кто за нее платит.

ISRU будет критически важной технологией в любой пилотируемой миссии на Марс.

НАСА на данный момент является крупнейшим спонсором подобных проектов, но даже они не обязательно следуют этим правилам. В прошлом году они отменили проект одного вездехода VIPER, который мог бы расширить наши знания о южном полюсе Луны. Такое отсутствие дальновидности расстроило доктора Баркера, который сетует на отсутствие структурированной поддержки для постоянного осуществления человеческого присутствия за пределами планеты, а не научных аванпостов, подобных станции Мак-Мердо в Антарктиде.

На данный момент это лучшее, на что мы можем надеяться с точки зрения устойчивого присутствия человека в космосе: основная движущая сила Артемиды, проекта НАСА по возвращению людей на Луну, заключается в создании научного аванпоста, а не в начале использования ресурсов. обеспечить постоянное место обитания. Тем не менее, агентство провело некоторое исследование на эту тему. VIPER стал бы отличным дополнением к этому исследованию, и агентство утверждает, что другие миссии будут охватывать его научные цели. Но предположим, что оно продолжает сокращать финансирование программ, которые могли бы помочь во внедрении этой структуры. В этом случае другой организации, скорее всего, придется взять на себя задачу использования ресурсов на месте.

SpaceX, кажется, является лидером в этой области, но в настоящее время она по праву сосредоточена на создании более крупных, лучших и дешевых ракет. Если и когда он сможет более внимательно сосредоточиться на своей заявленной цели — сделать человечество межпланетным, то, по крайней мере, у него будет основа для использования ресурсов, необходимых для этого.

Узнать больше:
Д.С. Баркер – Движущие силы лунных и внеземных ресурсов, оценки и загадка развития
UT – Что такое ISRU и как она поможет освоению космоса человеком?
UT – НАСА хочет научиться жить за счет земли на Луне
UT – Исследователи разработали испытательный стенд для разделения ценного материала на Луне

Ведущее изображение:
Концепция системы ISRU для автономного строительства на Марсе.
Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Кнопка «Наверх»