Zasoby Ziemi są ograniczone i coraz trudniej dostępne. Najcenniejsze surowce, od metali ziem rzadkich po pierwiastki kluczowe dla przemysłu, mogą się w dalekiej przyszłości wyczerpać lub okazać bardzo kosztowne w pozyskaniu. Nic więc dziwnego, że w tej sytuacji pojawia się koncepcja sięgnięcia po surowce z kosmosu, lecz w pierwszej kolejności do wykorzystania poza Ziemią, co jest kluczem do stałej obecności człowieka w kosmosie. Nadchodząca w tej dekadzie budowa baz na Księżycu, a za dwie lub trzy dekady także na Marsie wymaga materiałów budowlanych, wody i paliwa na miejscu, ponieważ ciągłe dostawy z Ziemi byłyby zbyt drogie. Tzw. in-situ resource utilization, czyli wykorzystanie zasobów na miejscu, stanowi więc fundament planów eksploracji kosmosu na najbliższe dekady. W odleglejszej przyszłości, pod koniec XXI w., nowe pozaziemskie źródła surowców, takie jak rzadkie metale z asteroid, mogłyby odciążyć ziemską gospodarkę, uzupełniając ich niedobory na rynku.
Ciała niebieskie obfitują w rozmaite bogactwa. Planetoidy typu metalicznego zawierają duże ilości niklu, kobaltu oraz metali szlachetnych (np. platyny, irydu, osmu i rutenu). Nawet niewielka planetoida może skrywać więcej platyny, niż wydobyto dotąd na Ziemi. Inne planetoidy (typu węglistego) są bogate w związki lotne, w tym wodę uwięzioną w minerałach.
Księżyc z kolei posiada pokłady lodu wodnego w zacienionych kraterach na biegunach. Woda ta może być bezcenna do utrzymania astronautów przy życiu, a dodatkowo można ją będzie zamienić na tlen do oddychania i wodór jako paliwo rakietowe. W księżycowym gruncie znajdziemy też metale (żelazo, tytan, metale szlachetne), siarkę, krzem oraz izotop helu – hel-3, który może zastąpić lub uzupełnić tryt jako paliwo w przyszłych reaktorach termojądrowych (np. budowany we Francji ITER) i jest używany do chłodzenia w wielu sektorach nauki, medycyny i zaawansowanego przemysłu. Choć przywożenie surowców na Ziemię może przez długi czas być nieopłacalne, będą one niezbędne do rozwoju infrastruktury w kosmosie, od produkcji paliwa po budowę habitatów. Jedynym wyjątkiem może być hel-3, ale nawet tutaj pozostaje wiele niepewności, np. w zakresie prawidłowego oszacowania jego zasobów.
Wyścig po pozaziemskie bogactwa już się rozpoczął. Stany Zjednoczone w programie Artemis planują powrót ludzi na Księżyc i ustanowienie tam bazy, która wykorzysta lokalne zasoby (przede wszystkim lód zamieniany na wodę i paliwo). NASA wysyła pierwsze misje poszukiwawcze – lądowniki i łaziki mają potwierdzić obecność lodu i przetestować techniki jego wydobycia. Docelowo około 2030 r. pozyskana z Księżyca woda ma służyć potrzebom życiowym astronautów oraz jako paliwo rakietowe.
Także inne kraje patrzą w kosmos z myślą o surowcach. Chiny planują w latach 30. budowę bazy księżycowej, w której wydobycie lodu i helu-3 ma odegrać ważną rolę. Japonia i Indie również inwestują w technologie pozyskiwania zasobów in-situ przy swoich misjach, a Europa wspiera badania nad wykorzystaniem księżycowego regolitu.
Z kolei sektor prywatny rozbudza nadzieje na kosmiczne eldorado – już dekadę temu powstały start-upy takie jak Planetary Resources czy Deep Space Industries, które zapowiadały eksploatację asteroid. Choć pionierom nie udało się zrealizować tych planów, przyciągnęli inwestorów i zainspirowali kolejne firmy. W 2023 r. amerykański start-up AstroForge po raz pierwszy przeprowadził test rafinacji metalu w warunkach mikrograwitacji na orbicie Ziemi. Luksemburg już w 2017 r. przyjął prawo wspierające kosmiczne górnictwo i stał się europejskim hubem tej branży, współfinansując firmy poszukujące pozaziemskich surowców i planujące eksplorację Księżyca.
Mimo wielkich perspektyw kosmiczne górnictwo wciąż napotyka poważne przeszkody. Pierwszym wyzwaniem jest technologia. Maszyny musiałyby działać autonomicznie, w warunkach mikrograwitacji, próżni, skrajnych temperatur i wszechobecnego abrazyjnego pyłu. Drugim problemem jest ekonomia. Wyniesienie sprzętu w kosmos i transport urobku na Ziemię pochłaniają fortunę, więc pozyskiwanie np. platyny z asteroid obecnie mija się z celem. Dopóki loty kosmiczne nie staną się znacznie tańsze, bardziej realne jest wykorzystywanie surowców na miejscu (np. zużycie księżycowej wody przez bazę) zamiast ich sprowadzania na Ziemię. To jednak wymaga najpierw zbudowania takiej infrastruktury poza Ziemią. Trzecim wyzwaniem są uregulowania prawne. Brakuje jasnych międzynarodowych przepisów określających, kto i na jakich zasadach może korzystać z pozaziemskich bogactw. Traktaty zabraniają zawłaszczania ciał niebieskich przez państwa, ale milczą o własności wydobytych surowców. Niektóre kraje, np. Stany Zjednoczone, Luksemburg i Zjednoczone Emiraty Arabskie, przyjęły już własne prawo (Polskie prawo kosmiczne – wyzwania i kompromisy). Potrzebne są jednak globalne ustalenia, by konkurencja o zasoby kosmiczne nie przerodziła się w konflikt i służyła całej ludzkości. Po czwarte, zasoby Księżyca nie są wciąż należycie rozpoznane geologicznie. W tym zakresie pozostajemy nawet w tyle za przygotowaniem technologicznym, a potrzeba takiego rozpoznania jest niezwykle pilna. Należy bowiem zaplanować miejsca założenia baz na Księżycu i wydobycia surowców, nawet eksperymentalnego, na podstawie misji orbitalnych. Tymczasem większość planowanych misji to w tej chwili lądowniki i łaziki, które do pewnego stopnia wysyła się w ciemno. Szansą na wypełnienie tej luki jest misja Lunar Mineralogy Mapper Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Polska również chce mieć swój udział w poszukiwaniu pozaziemskich surowców. Nasi naukowcy od lat konstruują instrumenty dla misji kosmicznych, a obecnie rozwijają spektrometr MIRORES – urządzenie, które z orbity Księżyca pomoże wskazać najbogatsze w surowce obszary Srebrnego Globu (Lunar ore geology and feasibility of ore mineral detection using a far-IR spectrometer). Ten polski przyrząd tworzony we współpracy z ESA, m.in. w ramach misji Lunar Mineralogy Mapper, dzięki obserwacji w dalekiej podczerwieni będzie wykrywał krytyczne minerały, np. ilmenit stanowiący główny zasób żelaza, tytanu, tlenu i helu-3 oraz siarczki, które można będzie wykorzystać do produkcji paneli fotowoltaicznych, siarkobetonu i jako źródło miedzi i metali szlachetnych. Planowana misja z MIRORES ma dostarczyć pierwsze mapy zasobów Księżyca, ułatwiając wybór miejsc pod przyszłe bazy i kopalnie. Takie projekty budują kompetencje rodzimego sektora kosmicznego i dają nadzieję, że w nadchodzącej erze „kosmicznej gorączki złota” Polska znajdzie się w gronie jej beneficjentów. Ważne prace badawcze w zakresie górnictwa kosmicznego prowadzone są w Polskiej Akademii Nauk, a wśród uczelni przodujących w Polsce w tej dziedzinie są Politechnika Wrocławska i Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, w której strukturach działa Centrum Technologii Kosmicznych.
#FunduszeUE
Główny ekspert ds. upowszechniania w Zespole ds. Kwalifikacji w Instytucie Badań Edukacyjnych – Państwowym Instytucie Badawczym. Związana z Instytutem od 2021 r. jako Inicjatorka i prowadząca działania mające na celu upowszechnianie Zintegrowanego Systemu Edukacji oraz realizowanych w IBE projektów, redaktorka prowadząca Kwartalnik ZSK i gospodyni podcastów o ZSK. Zaangażowana w projekty edukacyjne z zakresu edukacji finansowej. Doktorantka w Akademii WSB w Dąbrowie Górniczej.
