Ликбез RnD.CNews: почему буровики в космосе будут самой высокооплачиваемой профессией

На протяжении тысячелетий Земля остается важным источником ценных ресурсов, которые двигают общество вперед. Например, бронзового века бы не было без олова и меди. Однако, если человечество собирается осваивать космос и пользоваться его ресурсами, то придется разрабатывать новые методы горнодобычи.

Например, в статье, вышедшей в журнале Energies, ученые подробно рассмотрели вопрос бурения скважин на других планетах. Они обозначили как заманчивые перспективы для горнодобывающих специалистов в будущем, так и две основные проблемы в этой отрасли: экологическую и техническую.

Основная экологическая проблема — это отсутствие атмосферы на других планетах. Есть некоторые исключения, такие как Венера, Титан и Марс. Однако их атмосфера существенно отличается от земной. Например, у Марса она настолько тонкая, что не представляется возможным использовать основную составляющую успешного бурения — жидкость.

Буры необходимо охлаждать во время работы, иначе они нагреются, деформируются и выйдут из строя. На Земле буровые установки используют систему охлаждения, чтобы обеспечить бесперебойную добычу ресурсов. Это невозможно осуществить на небесном теле без атмосферы. По крайней мере, точно не с традиционными технологиями бурения. Любая жидкость моментально испарится и не охладит буровую установку. 

Также стоит учитывать, что многие буровые работы на других планетах происходят автономно: дрель устанавливается на марсоход или посадочный модуль. Необходимо разработать датчики, которые будут уведомлять компьютер о перегреве сверла, прежде чем оно расплавится. Это создает дополнительную проблему для многих космических проектов.

Аналогичная проблема касается гидравлического способа бурения. Экстремальные перепады температур, которые наблюдаются на Луне, во время смены дня и ночи, в разы усложняют работу гидравлической буровой установки. Необходимо разработать жидкость, которая не замерзнет в холодные ночи и не испарится в жару. Таким образом, возможности существующих гидравлических систем крайне ограничены в космосе.

Помимо этого, могут возникнуть и другие проблемы: абразивный или липкий реголит, отсутствие магнитного поля, что ведет к искривлению скважины. 

Также не стоит забывать о множестве технических проблем, если человечество собирается добывать ресурсы вне Земли. Наиболее очевидным является весовое ограничение: большие буровые установки используют тяжелые материалы, например, обсадные трубы для поддержки скважин. В современных реалиях отправка такого оборудования на Луну будет стоить очень дорого. 

Также остается открытым вопрос об энергии. Ни один современный двигатель не сможет запустить буровую установку в открытом космосе — ему не хватит мощности. Чтобы бур в условиях гравитации смог просверлить средний камень, нужно много солнечных батарей или аккумуляторов. И снова решение проблемы упирается в логистику: сколько ракет понадобиться для перевозки оборудования? 

По мнению авторов статьи, любые открытия в горнодобывающей отрасли будут крайне важными для будущих космических программ, включая пилотируемые. Пока же бурение вне Земли, особенно на астероидах и кометах, остается сложной, но выполнимой задачей. Если человечество захочет основать колонию на Луне или преодолеть ледяной покров спутника Сатурна Энцелады, необходимо улучшать технологии и методы бурения. Разработка новой техники может занять годы, если не десятилетия. В любом случае, для развития горнодобывающей промышленности в космосе существует хорошая перспектива.