Золото вселенной: зачем человечеству полезные ископаемые в космосе. Космические ресурсы: анализ технологий промышленного освоения астероидов и прогноз на будущее Проблемы климатических и космических ресурсов

Энергетический потенциал в мировом масштабе позволяет обеспечивать жизнедеятельность миллионов людей, а также работу инфраструктурного и промышленного комплекса. Несмотря на разделение источников, используемых для работы тепловых, атомных и других видов станций, все они базируются на ресурсах и явлениях природного происхождения. Другое дело, что далеко не все источники полностью освоены на сегодняшний день. По этому признаку можно различить климатические и космические ресурсы, которые имеют схожие перспективы для будущего использования, но предполагают разные подходы к средствам извлечения энергии. Непосредственное использование природных запасов в производственно-хозяйственной деятельности не проходит бесследно. Данный аспект заставляет специалистов обращаться к принципиально новым технологиям выработки энергии.

Что такое климатические и космические ресурсы?

Практически все современные разработки, направленные на аккумуляцию альтернативных источников энергии, базируются на климатических ресурсах. Как правило, выделяют четыре группы таких источников: солнечный свет, ветер, влагу и тепло. Это основной набор, формирующий агроклиматическую базу для работы сельскохозяйственных предприятий. Важно понимать, что далеко не все климатические природные ресурсы используются в полном объеме. Так, при всей ценности солнечного света, пока еще нет явных подтверждений, что аккумулирующие средства такого типа могут заменить традиционные виды переработки энергии. Тем не менее неисчерпаемость данного ресурса является серьезной мотивацией для работы в этой области.

Что касается ресурсов космического происхождения, то они в некоторых областях перекликаются с климатическими. Например, в данной отрасли также предполагается использование солнечной энергии. В целом же космические ресурсы - это принципиально новый вид энергетики, особенностью которого является задействование внеатмосферных спутников и станций.

Применение климатических ресурсов

Главным потребителем таких ресурсов является агротехническое хозяйство. По сравнению с традиционными станциями по переработке природной энергии свет, влага и тепло формируют в некотором роде пассивное воздействие, способствующее развитию сельскохозяйственных культур. Следовательно, человек может использовать климатические ресурсы только в первоначальном виде естественного снабжения.

Но это вовсе не значит, что он не может контролировать их взаимодействие с получателями энергии. Устройство теплиц, защита от солнца и установка ветровых барьеров - все это можно отнести к мерам регуляции влияния природных явлений на агротехническую деятельность. С другой стороны, ветровая и солнечная энергии вполне могут использоваться как ресурсы для выработки электричества. Для этих целей разрабатываются фотопанели, станции с аккумуляцией воздушных потоков и т. д.

Климатические ресурсы России

Территория страны охватывает несколько зон, которые отличаются разными климатическими характеристиками. Данный аспект обуславливает и разнообразие способов применения получаемой энергии. Среди важнейших характеристик воздействия ресурсов данного типа можно выделить оптимальный коэффициент увлажнения, среднюю продолжительность и мощность снежного покрова, а также благоприятный температурный режим (значение в среднесуточном измерении составляет 10 °С).

Неравномерность, с которой распределены климатические ресурсы России по разным регионам, налагает и ограничения на развитие сельского хозяйства. Например, северные регионы отличаются избыточным увлажнением и недостатком тепла, что позволяет заниматься только очаговым земледелием и тепличным хозяйством. В южной части, напротив, условия благоприятствуют выращиванию множества сельхозкультур, среди которых пшеница, рожь, овес и т. д. Достаточные показатели тепла и света также способствуют развитию животноводства в этом регионе

Применение космических ресурсов

Энергетические ресурсы космоса как средство практического применения на Земле рассматривались еще в 1970-х годах. С того времени начинается разработка технологической основы, которая бы сделала реальным альтернативное обеспечение электроэнергией. В качестве основных источников в этом случае рассматриваются Солнце и Луна. Но, независимо от характера применения, и климатические, и космические ресурсы требуют создания соответствующей инфраструктуры для передачи и аккумуляции энергии.

Наиболее перспективными направлениями реализации данной идеи является создание лунной энергетической станции. Также ведутся разработки новых излучающих антенн и солнечных батарей, управление которыми должно осуществляться земными пунктами обслуживания.

Технологии преобразования космической энергии

Даже при условии успешной трансляции солнечной энергии потребуются средства ее преобразования. Самым эффективным на данный момент инструментом для выполнения этой задачи является фотоэлемент. Это устройство, которое осуществляет преобразование энергетического потенциала фотонов в привычное электричество.

Надо отметить, что климатические и космические ресурсы в некоторых сферах объединяются как раз применением такого оборудования. Фотопанели используют в сельском хозяйстве, хотя принцип конечного потребления несколько иной. Так, если в классической формуле использования агроклиматических ресурсов предполагается естественное их потребление объектами хозяйственной деятельности, то солнечные аккумуляторы сначала вырабатывают электричество, которое в дальнейшем может применяться для самых разных нужд сельского хозяйства.

Значение климатических и космических ресурсов

На современном этапе технологического прогресса человек активно занимается альтернативными источниками энергии. Несмотря на это, основу энергетического сырья все же составляют климат и климатические ресурсы, которые могут быть представлены в разных формах. Наряду с гидроресурсами, агрокомплекс выступает платформой, которая имеет важнейшее значение для жизнедеятельности людей.

Пока менее очевидна польза от космической энергетики, но в перспективе не исключено, что эта отрасль станет доминирующей. Хотя сложно представить, что альтернативные источники в таких масштабах смогут когда-нибудь превзойти по важности земной энергетический потенциал. Так или иначе, климатические ресурсы могут предоставить огромные возможности в плане обеспечения нужд промышленности и бытовой сферы в электроэнергии.

Проблемы освоения ресурсов

Если космическая энергетика пока еще находится на этапе теоретической разработки, то с агроклиматической базой все более определенно. Прямое пользование данными ресурсами в том же сельском хозяйстве успешно организуется на разных уровнях, и от человека требуется только регулировать эксплуатацию с точки зрения рационального пользования. Но в качестве источников для переработки энергии климат и климатические ресурсы пока еще недостаточно освоены. Хотя подобные проекты технически давно реализуются в разных видах, их практическая ценность вызывает сомнения из-за финансовой нецелесообразности применения.

Заключение

Подходы к выработке и распределению энергии все же зависят от потребностей конечного пользователя. На параметрах требуемого снабжения и основывается выбор источников, которые позволяют обеспечивать жизнедеятельность в разных сферах. За комплексное обеспечение отвечают многие источники, среди которых и климатические. Космические ресурсы в этом процессе практически не участвуют. Возможно, в ближайшие годы на фоне развития технологий специалисты смогут получать такого рода энергию в массовом порядке, но пока об этом говорить рано. Отчасти успешной аккумуляции космических ресурсов препятствует недостаточный уровень технологического обеспечения, но нет однозначного мнения и о финансовой выгоде от подобных проектов.

Тема: ресурсы мирового океана. Климатические и космические ресурсы.

Учебно-воспитательные задачи:

1.Рассмотреть классификацию ресурсов Мирового Океана и рекреационных ресурсов.

2.Оценить перспективы использования альтернативных ресурсов Мирового океана, климатических и космических.

Оборудование: карты «Океаны», «Природные ресурсы мира», учебники, атлас.

Тип урока: урок-конференция.

Структура урока:

План:

1.Классификация ресурсов Мирового океана, их использование, проблемы (Океан «болен»).

2. Климатические и космические ресурсы нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, ее виды.

3. Рекреационные ресурсы - четыре главных типа.

Ход урока.

1.Изучение нового материала (выступления учащихся).

1.Классификация ресурсов Мирового океана: кладовая богатств. Виды ресурсов и их использование, проблемы.

По итогам выступлений учащихся составить: план-конспект, опорный конспект, план-схему.

Ресурсы Мирового океана

(план-конспект)

2.Климатические и космические ресурсы, нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, ее виды.

После выступления учащихся отображаются основные сведения в: план - схеме.

Термоядерная энергия

Космическая энергетика

Ветроэнергетика

ВЭУ – Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды, США (Калифорния), Индия, Китай.

Нетрадиционная (альтернативная) энергетика

Энергетика использующая разность температур

Энергетика, использующая разность температур глубинных и поверхностных вод моря, тепловые насосы и т.д.

Установки геотермальной энергии (ГеоТЭС) - в странах Америки на Филиппинах, В Исландии.

Гелиоэнергетика

Солнечные батареи, Гелиоконденсаторы, солнечные электростанции (СЭС) работают в 30 странах.

Альтернативная гидроэнергетика

Приливные – ПЭС.

Волновые электростанции, используют энергию морских течений.

3. Рекреационные ресурсы - снова отдыха и туризма.

К рекреационным ресурсам относятся как природные, так и антропогенные объекты и явления, которые можно использовать для отдыха и туризма. Они подразделяются на четыре главных типа:

Рекреационно-лечебный (например, лечение минеральными водами).

Рекреационно-оздоровительный (например, купально-пляжные местности).

Рекреационно-спортивный (например, горнолыжные базы).

Рекреационно-познавательный (например, исторические памятники). К природно-рекреационным ресурсам относятся морские побережья, берега рек, озер, горы,

лесные массивы, выходы минеральных вод, лечебные грязи. Главные формы природно-рекреационной территории:

Зелёные зоны городов.

Заповедники и заказники.

Национальные парки.

К рекреационным ресурсам относятся культурно-исторические достопримечательности: Московский Кремль, римский Колизей, афинский Акрополь, гробница Тадж-Махал в Агре (Индия)

Международный туризм особенно развит в Италии, Испании, Турции, Швейцарии, Индии,

Египте и других странах мира.

П. Итоги урока. Оценка и самооценка работы учащихся.

Задание на дом: с. 35-37. Подготовка к тестированию.

Мечты о колонизации космоса и добыче там природных ресурсов появились давно, но именно сегодня они становятся реальностью. В начале года компании и Deep Space Industries заявили о намерениях начать промышленное освоение космоса. Т&P разбираются, какие полезные ископаемые они собираются добывать, насколько эти проекты осуществимы и сможет ли космос стать новой Аляской для золотоискателей XXI века.

Если о промышленном освоении планет пока только мечтают, то с астероидами дела обстоят куда более оптимистично. В первую очередь речь идет только о самых ближайших к Земле объектах, да и то тех чья скорость не превышает порога первой космической . Что касается самих астероидов, то наиболее перспективными для добычи считаются, так называемые, астероиды M-класса, большая часть из которых почти целиком состоит из никеля и железа, а также астероиды S-класса, имеющие в своей породе силикаты железа и магния. Также исследователи предполагают, что на этих астероидах могут быть обнаружены залежи золота и металлов платиновой группы, последние же ввиду своей редкости на Земле представляет особый интерес. Для того чтобы представлять о каких цифрах идет речь: астероид средних размеров (диаметром порядка 1,5 километров) содержит металлов на 20 триллионов долларов.

Наконец, еще одна важнейшая цель космических золотоискателей - астероиды С-класса (примерно 75 процентов от всех астероидов Солнечной системы), на которых планируется добывать воду. По подсчетам, даже самые маленькие астероиды этой группы, диаметром в 7 метров, могут содержать в себе до 100 тонн воды. Недооценивать воду нельзя, не стоит забывать, что из нее можно получить водород, который затем использовать в качестве топлива. К тому же добыча воды непосредственно на астероидах позволит сэкономить деньги на ее доставку с Земли.

Что добывать в космосе

Платина - лакомый кусок для всех инвесторов. Именно за счет платины энтузиасты космической добычи ресурсов смогут окупить свои затраты.

От запасов воды будет зависеть работа всей добывающей станции. К тому же «водных» астероидов вблизи Земли больше всего: порядка 75 процентов.

Железо - важнейший металл современной промышленности, поэтому вполне очевидно, что на нем в первую очередь будет сконцентрированы усилия добытчиков.

Как добывать

Добывать на астероиде, после чего доставлять на Землю для переработки.

Фабрика по добыче полезных ископаемых строится непосредственно на поверхности астероида. Для этого необходимо разработать технологию удерживающую оборудование на поверхности астероида, так как из-за небольшой силы тяжести даже слабое физическое воздействие может легко оторвать конструкцию и унести ее в космос. Другая проблема этого способа - доставка сырья для последующей обработки, которая может обойтись очень дорого.

Система самовоспроизводящихся машин. Чтобы обеспечить работу производства без участия человека, предлагается вариант создания системы самовоспроизводящихся машин, каждая из которых за определенный срок собирает свою точную копию. В 80-е годы такой проект даже разрабатывался НАСА, правде речь тогда шла о поверхности Луны. Если за месяц такая машина будет способна собирать аналогичную себе, меньше чем через года таких машин будет больше тысячи, а через три более миллиарда. В качестве источника питания машин предлагается использовать энергию солнечных батарей.

Добывать и перерабатывать прямо на астероиде. Строить станции, обрабатывающие сырье на поверхности астероида. Достоинство этого способа в том, что он позволит значительно сэкономить средства на доставку ископаемых к месту добычи. Минусы - дополнительное оборудования, и соответственно, более высокая степень автоматизации.

Переместить астероид к Земле для последующей добычи. Притянуть астероид к Земле можно с помощью космического буксира, по принципу действия аналогичного тем, что доставляют сейчас спутники на орбиту Земли. Второй вариант - создание гравитационного буксира, технологии с помощью которой планируется защищать Землю от потенциально опасных астероидов. Буксир представляет собой небольшое тело, которое подходит вплотную к астероиду (на расстояние до 50 метров) и создает гравитационное возмущение, меняющее его траекторию. Третий вариант, самый смелый и неординарный - изменение альбедо (отражающей способности) астероида. Часть астероида накрывается пленкой или покрывается краской, после чего, согласно теоретическим выкладкам, из-за неравномерного нагрева поверхности Солнцем, скорость вращения астероида должна измениться.

Кто будет добывать

За создание отвечает американский бизнесмен Питер Диамантис, создатель фонда X-Prize . Ученый коллектив возглавляют бывшие сотрудники НАСА, а финансовую поддержку проекту оказывают Ларри Пейдж и Джеймс Кэмерон. Первичная задача компании - постройка телескопа Arkyd-100 , производство которого она оплачивает сама, а все пожертвования пойдут на обслуживание телескопа и непосредственно, запуск, намеченный на 2014 год. Планы у Arkyd-100 вполне скромны - компания рассчитывает испытать телескоп, а заодно сделать качественные снимки галактик, Луны, туманностей и прочих космических красот. Но уже последующие Arkyd-200 и Arkyd-300 будут заниматься конкретным поиском астероидов и подготовке к добыче сырья.

У руля Deep Space Industries стоит Рик Тамлинсон, приложивший руку к все-тому же фонду X-Prize, бывший сотрудник НАСА Джон Мэнкинс и австралийский ученый Марк Сонтер. Уже сейчас компания располагает двумя космическими аппаратами. Первый из них, FireFly, планируется к запуску в космос в 2015 году. Аппарат весит всего 25 килограмм и будет нацелен на поиск подходящих для будущего освоения астероидов, изучение их структуры, скорости вращения и других параметров. Второй, DragonFly, должен будет доставить куски астероидов массой 25-75 килограмм на Землю. Его запуск, согласно программе, осуществится в 2016 году. Главный секретное оружие Deep Space Industries - технология MicroGravity Foundry, микрогравитационный 3D-принтер, способный создавать высокоточные детали большой плотности в условиях малой гравитации. Уже к 2023 году компания рассчитывает на активную добычу на астероидах платины, железа, воды и газов.

НАСА тоже не стоит в стороне. К сентябрю 2016 года агентство планирует запустить аппарат OSIRIS-REX , который должен начать исследование астероида Бенну. Ориентировочно к концу 2018 году аппарат достигнет цели, возьмет пробу грунта и еще через два-три года вернется на Землю. В планах исследователей - проверить догадки о происхождении Солнечной системы, проследить за отклонением траектории астероида (существует, хоть и чрезвычайно малая, вероятность, что Бенну когда-нибудь может столкнуться с Землей), и, наконец, самое интересное: изучить грунт астероида на предмет полезных ископаемых.

Для анализа грунта на OSIRIS-REX будут работать 3 спектрометра: инфракрасный, тепловой и рентгеновский. Первый будет измерять инфракрасное излучение и искать углеродосодержащие материалы, второй - измерять температуру в поисках воды и глины. Третий - улавливать источники рентгеновского излучения для обнаружения металлов: прежде всего железа, магния и кремния.

Кому принадлежат космические ресурсы

Если глобальные планы компаний станут реальностью, встает еще один насущный вопрос: как будут разделяться права на добычу полезных ископаемых в космосе? Впервые этой проблемы коснулись еще в 1967 году, когда ООН приняла закон, запрещающий добычу ресурсов в космосе, пока компания-добытчик не представит де-факто захвата территории. О правах на сами ресурсы ничего сказано не было. Немного прояснил ситуацию документ ООН 1984 года, касающийся Луны. В нем заявлено, что «Луна и ее природные ресурсы являются общим наследием человечества», а использование ее ресурсов «должно осуществляться на благо и в интересах всех стран». При этом главные космические державы, СССР и США, этот документ проигнорировали и вопрос остался открытым до сегодняшнего дня.

Для решения вопроса некоторые специалисты предлагают взять за аналог систему, применяемую сейчас в Конвенции о международном морском праве, регулирующей добычу ископаемых с морского дна. Принципы ее более чем идеалистические - согласно конвенции, ни одно государство, так же как и частное лицо не может претендовать на право присвоения территории и ее ресурсов, эти права принадлежат всему человечеству, а сами ресурсы должны использоваться только в мирных целях. Но вряд ли это остановит агрессивную экспансию частных компаний. О характере будущей индустрии лучше всего высказался глава правления Deep Space Industries Рик Тамлинсон: «Существует миф, что впереди нас не ждет ничего хорошего и нам не на что надеяться. Этот миф существует только в умах верящих в него людей. Мы же убеждены, что это только начало».

Ещё недавно добыча полезных ископаемых на астероидах считалась одним из стереотипных предсказаний писателей-фантастов. Считалось, что космические горняки, извлекающие ценные металлы из этих небесных тел - порождение той же фантазии, что и зелёные человечки на Марсе или джунгли с динозаврами на Венере. Однако в настоящее время всё больше экспертов склоняется к мнению, что речь идет о действующих технологиях, которые могут быть реализованы в недалёком будущем и дать человечеству новый источник полезных ископаемых. В США создана компания Planetary Resources, которая планирует создать и внедрить технологии разработки астероидов, а в Японии построен зонд «Хаябуса-2», миссия которого - не только научные исследования астероидного грунта, но и космическая геологоразведка. Эпоха металлов из космоса приближается, и в настоящее время можно смело применять к этим технологиям аналитические и прогностические подходы.

Естественнонаучная сторона вопроса

Прежде чем мы перейдём к описанию разрабатываемых технологий, стоит уделить внимание тому, что собой представляют астероиды, какие полезные ископаемые могут там залегать и с какими условиями могут столкнуться космические аппараты, прежде чем достигнут их.

Астероиды представляют собой небольшие каменистые тела, которые, подобно планетам, вращаются по орбитам вокруг Солнца. Астероид отличается от карликовой планеты размерами: он слишком мал, чтобы иметь значительное гравитационное поле или даже просто стечься в шарообразную форму от собственной тяжести. От подлинных же планет астероиды (как и карликовые планеты) отличаются тем, что могут встречаться группами, среди подобных же тел, на близких орбитах: настоящая планета всегда занимает свою орбиту в одиночестве или со спутниками, вращающимися вокруг неё, и поблизости от неё ничего другого обращаться не может.

Происхождение у астероидов и планет одно и то же: они сформировались из пылевого диска на заре существования Солнечной системы. Следовательно, астероиды состоят из тех же элементов, что и планеты, и на них можно найти многие из тех же веществ, что встречаются и в земной коре, мантии или ядре. Но ключевыми отличиями астероидов являются их малые размеры и недифференцированность: если на Земле и подобных ей планетах существуют огромные, недоступные, спрятанные под толщей коры мантия и ядро, то в астероидах те же металлы, что входят в состав земного ядра и недоступны для добычи, можно найти прямо на поверхности.

Напомним, что земное ядро состоит из металлического сплава, в который входят железо, никель, кобальт и другие так называемые сидерофильные элементы. И если в железе земное горное дело недостатка не испытывает, то никель и кобальт уже являются достаточно ценными и дорогими в выделении металлами. Поскольку в астероидах они доступны в тех же количествах, что и железо, то одни лишь они способны окупить дорогостоящую программу по освоению астероидов. А если учесть, что среди сидерофильных элементов есть и драгоценные металлы платиновой группы, то это делает технологию ещё более многообещающей.

Все ли астероиды содержат металлы? Не все. Астероиды подразделяются на четыре класса. Три из них обозначаются буквами: С, S и M. Класс M - те самые металлические астероиды, с высоким содержанием железа, металлов группы железа и платиновых металлов. Кроме них, в М-астероидах можно также обнаружить золото и другие редкие металлы. Это известно благодаря их фрагментам, падавшим на Землю в виде метеоритов.

Класс S - металлосиликатные астероиды. Они состоят из горных пород, главным образом из силикатов железа и магния. В них можно встретить вкрапления чистых металлов, во всём подобные М-астероидам, но меньшего размера.

Класс С - углеродосодержащие астероиды. Эти весьма распространённые астероиды состоят из смеси углеродистых хондритов и водяного льда. Ценность минеральных материалов, входящих в их состав, невысока, а вот водяной лёд представляет интерес как источник воды и кислорода для поддержки жизни человека в космосе. И наконец, четвёртый класс буквы не имеет: астероиды четвёртого типа представляют собой неактивные кометы и состоят из водяного, аммиачного и других льдов.

Массы астероидов всех перечисленных видов варьируют от тысяч до миллиардов тонн, а крупнейшие астероиды по массе приближаются к карликовым планетам. Доступность всей массы любого астероида для разработки делает их весьма многообещающими источниками полезных ископаемых.

Технологии добычи

Основными и необходимыми технологиями для любой добычи полезных ископаемых на астероидах являются космические аппараты, способные достигать их, и роботизированные устройства, предназначенные для непосредственного проведения работ. Даже если управление добычей берет на себя космонавт-человек, самой работой по дроблению астероидного грунта должны заниматься машины.

Что касается достижения астероидов, то некоторые из них вполне доступны современным космическим аппаратам, и автоматические зонды, подобные японскому «Хаябуса-1», уже достигали их и возвращались с пробами грунтов. Речь идет о так называемых околоземных астероидах, которые находятся на орбитах вокруг Солнца, близких к орбите Земли. Они принадлежат к числу наиболее легкодоступных объектов Солнечной системы, лежащих за пределами лунной орбиты. Поэтому отправка на такие астероиды горнодобывающих аппаратов, автоматических или управляемых людьми, уже не является чем-то фундаментально прорывным, и мешает ей только большая масса гипотетического отправляемого аппарата и соответствующая ей высокая стоимость такой космической миссии.

Вот какие требования предполагаются для проектируемых аппаратов, предназначенных для добычи полезных ископаемых на астероидах:

• По возможности небольшая масса. Все оборудование должно быть изготовлено из лёгких материалов, чтобы свести к минимуму стоимость доставки его на разрабатываемое небесное тело;
• Электропитание, основанное на технологии солнечных батарей. Околоземные астероиды находятся в зоне достаточно высокого солнечного излучения, поэтому солнечные батареи, находясь на них, будут развивать большую мощность;
• Высокая степень автоматизации. Даже при условии, что на разрабатываемом астероиде будет присутствовать постоянный контингент людей, их задачи должны сводиться к дистанционному управлению оборудованием;
• Непосредственная добыча должна производиться технологиями, схожими с земными. Для рыхлых астероидов подходит открытая, карьерная добыча минералов; в более плотных могут прорываться шахты;
• Поскольку астероиды не обладают высокой гравитацией, все работы на них должны быть спланированы с учётом условий почти полной невесомости. Эти условия отличаются от земных как в положительную сторону (облегченная транспортировка больших объёмов породы и минералов), так и в отрицательную (опасность отрыва минералов, оборудования или людей от поверхности).

Достижение рентабельности

Все эти требования могут быть удовлетворены с помощью существующих ныне технологий, но их недостаточно, чтобы сделать промышленное освоение астероидов рентабельным. Стоимость современного космического аппарата, предназначенного для достижения околоземного астероида и возвращения с 50-граммовой пробой грунта, составляет около 1 миллиарда долларов США. Увеличение аппарата в размерах приведет к сокращению разрыва между стоимостью аппарата и стоимостью доставленных на Землю минералов, но преодоление этого разрыва будет достигнуто только при запредельно высокой стоимости миссии.

Тем не менее, существуют технологии, способные существенно снизить стоимость подобной миссии и в перспективе сделать промышленную разработку астероидов рентабельной. В их число входят:

• Внедрение технологий использования ресурсов прямо на месте добычи. Из астероидов можно получать не только минералы; если они содержат водяной лёд, то он с помощью электричества от солнечных батарей может быть преобразован в водород и кислород - ракетное топливо для обратного пути. Это позволит не включать в массовый бюджет миссии большие количества ракетного топлива, предназначенные для доставки аппарата, гружёного рудой, на околоземную орбиту;
• Также, если аппарат планируется как пилотируемый, из того же льда можно получать воду и кислород, предназначенные для употребления членами экипажа;
• Использование самовоспроизводящихся роботов, способных производить подобные себе механизмы из материалов, доступных на астероиде, позволит ещё более существенно сократить массовый бюджет миссии;
• Даже в том случае, если доставка добытых на астероидах минералов, металлов и воды на Землю обойдется в более высокую стоимость, чем получение тех же веществ из земных источников, эти материалы могут быть использованы на околоземной орбите. Поскольку доставка массивных грузов с Земли на околоземную орбиту крайне дорогостояща, получить для разработки астероидов показатели себестоимости, более выгодные, чем эти, легче, чем уравнять себестоимость разработки астероидов с себестоимостью разработки земных месторождений.

Последний пункт обладает особой важностью для развивающейся космической индустрии. В настоящее время, когда любые сооружения на орбите должны строиться только из материалов, добываемых на Земле, и снабжаться ими же, это очень серьёзно ограничивает возможные размеры космических станций и их количество, доступное для содержания даже самыми развитыми странами. Появление альтернативного, более выгодного источника строительных материалов, топлива, кислорода и воды, в роли которого выступят астероиды, сделает содержание космических станций намного менее затратным. Поэтому многие эксперты в космической отрасли полагают, что освоение технологий разработки астероидов является необходимым шагом для дальнейшего развития космической индустрии вообще.

Также существенно удешевить разработку астероидов способно создание новых, более экономичных ракетных двигателей и способов вывода грузов на орбиту. Развитие таких технологий вообще крайне благотворно и стимулирующее скажется на космической отрасли: поскольку в этой отрасли каждый грамм, выведенный на орбиту, стоит больших денег, любое удешевление выступит как мощный стимул к развитию. Среди технологий, от которых ожидают такого эффекта, такие, как, например, одноступенчатые орбитальные космические аппараты (англ. Single Stage to Orbit), «космический лифт», ротоваторы, «космические катапульты» и другие перспективные разработки.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ И КОСМИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ - РЕСУРСЫ БУДУЩЕГО

Солнце - гигантский термоядерный реактор, первоисточник не только всей жизни на Земле, но практически и всех ее энергоресурсов. Годовой поток солнечной энергии, достигающий нижних слоев атмосферы и земной поверхности, измеряется такой огромной величиной (10 14 кВт), которая в десятки раз превосходит всю энергию, содержащуюся в разведанных запасах минерального топлива, и в тысячи раз - современный уровень мирового энергопотребления. Естественно, что наилучшие условия для использования солнечной энергии существуют в аридном поясе Земли, где продолжительность солнечного сияния наибольшая.

Таблица 17. Климатические и космические ресурсы.

Ветровая энергия, которую человек также издавна использовал с помощью ветряных мельниц и парусных судов, как и солнечная, обладает практически неисчерпаемым потенциалом, относительно дешева и не загрязняет окружающую среду. Но она очень непостоянна во времени и в пространстве и ее очень трудно "приручить". В отличие от солнечной, ее ресурсы сосредоточены главным образом в умеренном поясе.

Особый вид климатических ресурсов образуют агроклиматические ресурсы - тепло, влага и свет. Географическое распределение этих ресурсов находит отражение на агроклиматической карте.

Задачи и тесты по теме "Климатические и космические ресурсы - ресурсы будущего"

• Природные ресурсы
• Климатические пояса Земли - Общая характеристика природы Земли 7 класс

  Уроков: 5 Заданий: 9 Тестов: 1

• Латинская Америка - Южная Америка 7 класс

  Уроков: 3 Заданий: 9 Тестов: 1

• США - Северная Америка 7 класс

  Уроков: 6 Заданий: 9 Тестов: 1

• Астероиды. Кометы. Метеоры. Метеориты - Земля во Вселенной 5 класс

  Уроков: 4 Заданий: 8 Тестов: 1

Ведущие идеи: географическая среда - необходимое условие жизни общества, развития и размещения населения и хозяйства, при этом в последнее время снижается влияние ресурсного фактора на уровень экономического развития страны, но возрастает значение рационального использования природных ресурсов и экологического фактора.

Основные понятия: географическая (окружающая) среда, рудные и нерудные полезные ископаемые, рудные пояса, бассейны полезных ископаемых; структура мирового земельного фонда, южный и северный лесные пояса, лесистость; гидроэнергетический потенциал; шельф, альтернативные источники энергии; ресурсообеспеченность, природно-ресурсный потенциал (ПРП), территориальное сочетание природных ресурсов (ТПСР), районы нового освоения, вторичные ресурсы; загрязнение окружающей среды, экологическая политика.

Навыки и умения: уметь давать характеристику природных ресурсов страны (региона) по плану; использовать различные методы экономической оценки природных ресурсов; давать характеристику природных предпосылок для развития промышленности, сельского хозяйства страны (региона) по плану; давать краткую характеристику размещения основных видов природных ресурсов, выделять страны "лидеры" и "аутсайдеры" по обеспеченности тем или иным видом природных ресурсов; приводить примеры стран, не обладающих богатыми природными ресурсами, но достигших высокого уровня экономического развития и наоборот; приводить примеры рационального и нерационального использования ресурсов.