Освоение ресурсов Луны – частные проекты все ближе?

За последние несколько лет частные компании активизировали свои усилия по проведению исследовательских лунных миссий, некоторые проекты уже были заявлены как предварительные на пути к более активной стадии. Повышенная стоимость и технологическая сложность проектов, тем не менее, по-прежнему остается одним из ключевых барьеров на пути промышленного освоения ресурсов Луны.

Ресурсы

Поверхность Луны практически полностью покрыта так называемым "каменным одеялом" – реголитом. Это грунт с песчаной структурой, сформировавшийся под воздействием микро- и обычных метеоритов, а также солнечной и космической радиации. Около 95% массы реголита составляют частицы размером до 1 мм. Частицы размером менее 100 мкм получили название "лунная пыль", при этом в состав реголита могут входить и более мелкие частицы размером менее 5 мкм. 

Средняя мощность слоя реголита оценивается в 4–5 метров с заметным уплотнением в верхних слоях – по отдельным оценкам, плотность возрастает на 90%, начиная с глубины в 30 см от поверхности. Мощность реголита варьируется в зависимости от географии: на территории так называемых "лунных морей" она оценивается в те же 4–5 метров, на материковых участках Луны слой реголита может превышать 10 м.

Лунный реголит содержит оксиды редкоземельных и ряда обычных металлов (алюминий, железо, кремний, титан), кислород, а также гелий-3. Данный изотоп гелия формируется в результате термоядерных реакций внутри Солнца и затем уносится в космическое пространство солнечным ветром. Его крайне низкое присутствие на Земле в естественном виде объясняется наличием магнитного поля и атмосферы у планеты.  

При отсутствии данных оболочек у Луны гелий-3 в течение длительного периода времени накапливается в ее "каменном одеяле". По различным оценкам, поверхностный слой реголита Луны содержит около 1 млн тонн гелия-3. Низкая плотность содержания гелия-3 в лунном грунте – на уровне в 1 г на 100–150 тонн реголита – является одной из довольно существенных преград на пути его промышленной разработки.

Планы по промышленной добыче гелия-3 на Луне в большинстве примеров формируются в расчете на увеличение спроса на данный изотоп гелия в качестве источника топлива для термоядерной энергетики на Земле. Однако, несмотря на определенный прогресс в данной сфере за последние годы, в частности, в Китае (реактор CFETR), а также в США (реактор SPARC), в целом пока не было продемонстрировано каких-либо достижений, которые бы помогли развеять сомнения относительно достижения стабильных результатов с положительным выходом энергии. 

Технологические сложности 

Повышенные абразивные и загрязняющие характеристики реголита потенциально предполагают более высокую степень коррозии и загрязнения, с которой будут сталкиваться механизмы при их длительной промышленной эксплуатации на Луне.

В целом более агрессивная внешняя среда в виде отсутствия защиты от солнечного и космического излучения, а также намного более резкий перепад температур, чем на Земле, в свою очередь, будет формировать более жесткие требования к технике. 

Комбинация факторов агрессивной среды, в частности, постоянного загрязнения от лунного грунта, а также низких температур в ночные часы может потребовать новых решений в сфере создания смазочных масел для движущихся частей механизмов. Для сравнения: грунт на Марсе намного менее вязкий и более устойчивый, чем лунный реголит и не обладает схожими абразивными свойствами. Поэтому накопленный опыт эксплуатации марсоходов не вполне применим к созданию каких-либо лунных аппаратов в целях их долгосрочного промышленного использования для добычи ресурсов на Луне. При создании добывающих мощностей на Луне компании также могут столкнуться с потенциальными проблемами с энергогенерацией – как в виде длительных периодов лунной ночи и полного отсутствия солнечного света, так и из-за загрязнения солнечных панелей из-за реголита.

Частные проекты – своими силами или в фарватере государственных?

Ряд частных проектов по разработке ресурсов за пределами Земли уже прошли свой жизненный цикл от начальной эйфории до банкротства. Schakleton

Energy, основанная в Техасе в 2007 году с приоритетом в освоении лунных ресурсов, обанкротилась в 2013 году.
Компания Planetary Resources, основанная в 2009 году под названием Arkyd Astronautics, ставила своей целью добычу полезных ископаемых на астероидах и на начальном этапе получила финансовую поддержку от представителей руководства Google. Однако впоследствии Planetary Resources все же столкнулась с финансовыми проблемами, была приобретена компанией ConsenSys в 2018 году и в 2020 году была фактически расформирована. 

В настоящее время несколько частных проектов продолжают попытки организовать добычу ресурсов на Луне – или, скорее, провести разведку потенциальных участков для добычи и отработать действие лунных посадочных модулей. Компания Intuitive Machines, основанная в 2013 году, в феврале 2024 года стала первой частной фирмой, которой удалось посадить модуль (NOVA-C) на поверхности Луны. При посадке модуль опрокинулся набок, однако в компании посчитали данную миссию успешной. Год спустя, 6 марта 2025 года, посадочный модуль Athena, разработанный Intuitive Machines, который, как предполагалось, попытается провести бурение лунного грунта на предмет наличия запасов воды, также упал на бок при посадке. 

Компания Interlune, основанная в 2020 году в Сиэттле, планирует отправить разведывательный  аппарат в 2026 году с целью изучения возможных участков по добыче гелия-3. В 2024 году в руководстве Interlune заявили о том, что "впервые в истории освоение природных ресурсов Луны стало технологически и экономически возможным".  

В том же году в Interlune сообщили о наличии планов по созданию начального производства гелия-3 на Луне в 2028 году и промышленному производству и возвращению добытого груза гелия-3 на Землю в 2030 году. 

Примеры нескольких десятков последних лет показывают, что в реализации космических проектов намного чаще наблюдается отставание по срокам, чем завершение согласно планам.  Текущая стадия с активизацией интереса частных инвесторов к исследованию возможностей промышленного освоения Луны может оказаться довольно обманчивой. 

Данный тезис может показаться парадоксальным, но при наличии существенных запасов различных металлов и энергоносителей на Земле снижение стоимости доставки грузов с Земли само по себе не только способствует, а наоборот снижает привлекательность разработки ресурсов в космосе. Пока за пределами планеты нет каких-либо производственных мощностей, которые могли бы переработать данную продукцию, добыча традиционных видов ресурсов вне Земли в интересах земной промышленности будет оставаться нерентабельной так как будет сопряжена с намного более высокими энергетическими и транспортными расходами. 

В данном контексте в ближайшем обозримом будущем проекты по освоению лунных ресурсов, скорее всего, будут сохранять привлекательность по двум основным направлениям: 

• освоение минералов и элементов, земные запасы которых крайне ограничены; 
• добыча необходимых ресурсов в интересах уже построенных (в будущем) лунных баз с последующей активизацией частных инициатив;
• дальнейшая экспансия человечества в Солнечной системе

Среди данных сценариев наиболее вероятным и ближайшим по срокам возможной реализации является, скорее всего, не промышленная добыча гелия-3, а добыча воды и кислорода для нужд лунной станции – вполне вероятно, китайской. Более активное соперничество между ведущими космическими державами на государственному уровне может, в свою очередь, способствовать повышению интереса со стороны инвесторов и реализации большего числа частных проектов.

Власти США в ближайшие годы при этом, скорее всего, будут вынуждены сделать выбор, на чем сделать основной акцент: строительстве станции на орбите Луны или созданию лунной базы в рамках проекта "Артемида". 

Согласно заявлениям представителей властей КНР, строительство Международной научной лунной станции "планируется завершить между 2035–2040 годами". Не исключено, что заявленные сроки и по данному проекту будут смещены, и создание лунной базы в рамках проекта МНЛС состоится ближе к 2050-м годам.