Czy kosmiczne górnictwo ruszy wreszcie na poważnie? Czekając na księżycowe zagłębie
We wrześniu brytyjski magazyn "This Is Money" ujawnił szczegóły projektu mini-reaktora do wypraw kosmicznych, nad którym pracuje firma Rolls-Royce. Choć takie reaktory prawdopodobnie wkrótce już trafią na pokłady statków kosmicznych, to zwykle myśli się o nich jako o jednostkach służących do napędu. Jak wiadomo jednak, reaktor może działać długo. Dlaczego więc nie wykorzystać go jako źródło mocy, gdy misja kosmiczna doleci do celu? Jeśli myśli się o wierceniach, wydobywaniu i transportowaniu urobku z powrotem, to sens wykorzystania tego rodzaju urządzeń jeszcze bardziej rośnie.
Rolls-Royce ma duże doświadczenie w opracowywaniu napędu atomowego do okrętów podwodnych dla Royal Navy. Eksperci zwracają uwagę, że w istocie różnice pomiędzy reaktorami napędzającymi okręty morskie a hipotetycznymi kosmicznymi nie są wielkie. W obu środowiskach muszą funkcjonować w podobnych środowiskach (bez dostępu do powietrza) i stawia się przed nimi te same wymagania (mają być niezawodne, generując dużo energii), a także, oczywiście służą do zasilania całości misji a nie jedynie do napędu.
Chłodzenie i tumany pyłu - w kosmosie te problemy nie są banalne
Być może więc reaktory Rolls-Royce zasilą kosmiczny przemysł wydobywczy. Najpierw jednak trzeba rozwiązać szereg innych problemów i ograniczeń. I tym od pewnego czasu intensywnie zaczęła zajmować się NASA. Pod szyldem księżycowego programu Artemis, NASA finansuje startupy dla misji noszącej nazwę - Sustained Lunar Exploration & Development. Zgodnie z jej założeniami tym razem plany NASA to już nie tylko nie tylko wysłanie człowieka tam i z powrotem na Księżyc, ale także założenie stałej bazy eksploracyjnej i jej rozwoju na Księżycu. Wymaga to czasu, nakładów i myślenia o tym, w jaki sposób sięgnąć po znajdujące się na miejscu, na powierzchni i pod powierzchnią Księżyca, zasoby naturalne, co zmniejszyłoby koszty transportu wszystkiego z Ziemi (1).
W grupie firm, którym NASA przyznała granty na badania jest Pioneer Astronautics, która podaje, że będzie w stanie zbierać księżycowy regolit i przetwarzać go w użyteczny tlen. Regolitem nazywa się osady gleby księżycowej, które powstały na przestrzeni miliardów lat w wyniku ciągłych uderzeń meteorytów w powierzchnię Księżyca. Naukowcy szacują, że grubość warstwy księżycowego regolitu sięga w niektórych miejscach 4-5 metrów pod powierzchnię, a w starszych obszarach górskich nawet do 15 metrów. Uwięzione są w nim m.in. gazy, w tym tlen. I o ten gaz na potrzeby misji i stałego pobytu ludzi na Księżycu chodzi.
Wydobywanie regolitu i pozyskiwanie zeń tlenu to dwa odrębne zadania. O ile przetwarzanie np. wody, o której wiemy, że jest jej pod postacią lodu sporo w glebie księżycowej, to problem głównie energetyczny i wspomniane reaktory przewiezione z Ziemi mogą tu bardzo się przydać, o tyle wykopywanie i transportowanie mas urobku to górnictwo, które oczywiście wymaga energii, ale w warunkach, w których nie ma takiego ciążenia i atmosfery jak na Ziemi, napotyka nieznane na naszej planecie problemy, np. wiemy, że różnego rodzaju świdry czy inne narzędzia robocze nagrzewają się podczas pracy.
W warunkach ziemskiej atmosfery chłodzi je do pewnego stopnia powietrze, choć można też użyć różnego rodzaju chłodziw. Bez atmosfery rozgrzane części metalowe nie mają do czego oddać ciepła. Można to rozwiązać częściowo zamkniętymi układami chłodzenia, ale muszą one być bardziej skomplikowane. I w końcu tak czy inaczej ostrza i nabieraki muszą mieć zewnętrzny kontakt z materiałem wydobywanym. Innym problemem, dość oczywistym przy pracach wydobywczych przy zastosowaniu dużej mocy i nakładu energii jest wyrzucanie kopanego materiału w warunkach braku grawitacji. Chmury gruzu i pyłu nie opadają tak łatwo i szybko na Księżycu, na asteroidach zaś - właściwie wcale (2).
Oznacza to, że wszelka kosmiczna górnicza działalność będzie musiała stosować dodatkowe systemy zabezpieczania terenów wydobycia, znaleźć sposób na chłodzenie i konserwację sprzętu, w warunkach, które z górnictwem ziemskim nie mają wiele wspólnego.
Wydobywać wolno, ale - czy urobek może być czyjąkolwiek własnością?
Są też problemy prawne, nad którymi wprawdzie zwykle w dyskusjach biznesowych przechodzi się do porządku dziennego, ale nie można zamykać oczu na to, że "Traktat o przestrzeni kosmicznej" z 1967 oraz inne umowy międzynarodowe zawarte później, w tym Układ Księżycowy z 1979 i konwencji o międzynarodowej odpowiedzialności za szkody wyrządzone przez obiekty kosmiczne z 1972 r., właściwie w ogóle zasadniczo nie zezwalają na prywatną czy państwową działalność górniczą w celu osiągnięcia partykularnych korzyści (3).
W aktach tych, których jest jeszcze kilka znajdujemy m.in. takie stwierdzenia, że przestrzeń kosmiczna, łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi, nie podlega zawłaszczeniu przez państwa ani poprzez ogłoszenie suwerenności, ani w drodze użytkowania lub okupacji, ani w jakikolwiek inny sposób.
W odniesieniu do górnictwa kosmicznego szczególne znaczenie ma art. 11 Układu Księżycowego, zgodnie z którym Księżyc i jego zasoby są wspólnym dziedzictwem ludzkości. Na mocy tego traktatu ustanowiono zakaz pozyskiwania zasobów mineralnych znajdujących się na Księżycu i innych ciałach niebieskich, przy czym zakaz ten powinien obowiązywać do czasu stworzenia przez wspólnotę międzynarodową reżimu regulującego eksploatację i wykorzystanie tych zasobów.
Te międzynarodowe konwencje są jednak dość bezceremonialnie traktowane przez państwa, które widzą w górnictwie kosmicznym szansę na realne zysku. Dobitnie o tym świadczą uchwalone w ostatnich latach aktyw prawne w USA i w Luksemburgu.
W 2015 r. prezydent USA, Barack Obama, podpisał ustawę o zapewnieniu konkurencji w obszarze usług wynoszenia obiektów w przestrzeń kosmiczną. Przepisy powstałe w Luksemburgu maja podobny charakter. Ustawa amerykańska, a następnie Luksemburska, jako sprzeczna z postanowieniami międzynarodowego prawa kosmicznego, w tym w szczególności zasadą traktowania przestrzeni kosmicznej jako wspólnego dziedzictwa ludzkości i oczywiście są szeroko krytykowane, zwłaszcza przez Rosje i chiny. Głównym powodem kontrowersji stało się prawo własności do surowców mineralnych wydobytych na Księżycu i innych ciałach niebieskich. Sama dopuszczalność prowadzenia działalności wydobywczej nie budzi bowiem kontrowersji.
Podstawową zasadą uregulowaną w Układzie kosmicznym jest zasada wolności badania i użytkowania przestrzeni kosmicznej, łącznie z Księżycem i innymi ciałami niebieskimi, przez wszystkie państwa bez jakiejkolwiek dyskryminacji, na zasadzie równości i zgodnie z prawem międzynarodowym. Dostęp do wszystkich obszarów ciał niebieskich jest zatem wolny, pod warunkiem że badanie i użytkowanie przestrzeni kosmicznej jest prowadzone lub wykonywane dla dobra i w interesie wszystkich państw, niezależnie od stopnia ich rozwoju gospodarczego czy naukowego.
Sprawa jednak nie jest taka oczywista, gdyż np. stany Zjednoczone nie podpisały Układu Księżycowego a z Traktatu z 1967 roku zakaz prywatnego posiadania wydobywanych bogactw jasno nie wynika. Stąd też dające się czasem zauważyć lekceważenie przepisów prawa międzynarodowego, jeśli chodzi o kosmiczne górnictwo.
Mirosław Usidus
