Министерство энергетики США выделяет $32 млн на проведение проектно-конструкторских работ по разработке установок для извлечения редкоземельных и редких элементов из каменного угля и его отходов. США импортирует свыше 80 % необходимых для экономики редкоземельных и редких элементов, тогда как запасы угля в стране колоссальные. Для властей было бы желательно сохранить угледобывающую отрасль и с толком использовать этот ископаемый ресурс.

Источник изображения: Pixabay

Уголь и отходы угольного производства содержат широкий спектр ценных редкоземельных элементов, которые могут быть преобразованы в компоненты для производства продуктов на основе чистых энергетических технологий. В настоящее время в США насчитывается более 250 млрд т запасов угля, более 4 млрд т отходов угольного производства и около 2 млрд т угольной золы на различных площадках по всей стране. Из этого богатства (или мусора, как принято считать сегодня) необходимо научиться извлекать свыше 50 % (по массе) редкоземельных элементов и редких минералов и материалов.

Причём целевая задача состоит в том, чтобы научиться извлекать редкоземельные элементы в чистом виде или в качестве двойных соединений (солей), тогда как извлечение редких минералов является вторичной и не обязательной целью. Чистота полученного концентрата должна составлять не менее 75 весовых процентов, хотя в идеале нужно добиться 98 весовых процентов или выше, с последующей переработкой в чистые или двойные соединения редкоземельных элементов с концентрацией 90 % по массе.

Министерство намерено финансировать два уровня установок: промежуточную и демонстрационную. Промежуточная установка должна вырабатывать от 30 до 100 т смешанных редкоземельных оксидов/солей в год, а демонстрационная — от 1 до 3 т аналогичной продукции в сутки. Проекты будут финансироваться лишь в том случае, если заявители обоснуют экономическую целесообразность использования представленных установок и гарантируют достойные условия труда для рабочих, инклюзивность и экологическую безопасность.

Стартап AstroForge планирует запустить первые две миссии с целью добычи редких металлов в космосе уже в 2023 году. Первый запуск, запланированный на апрель, позволит протестировать технологию AstroForge по очистке платины на орбите Земли из образца астероида. А в октябре компания планирует разведать астероид для добычи полезных ископаемых в дальнем космосе.

Источник изображения: NASA

В мае прошлого года компания AstroForge из Хантингтон-Бич, Калифорния, привлекла внимание широкой публики, когда объявила о привлечении 13 миллионов долларов начального финансирования при содействии Initialized Capital. Эти средства были направлены на разработку технологий по переработке астероидов. В этом году запланированы два испытательных полёта. Они являются частью плана AstroForge по добыче и очистке металлов платиновой группы из астероидов с целью снижения стоимости их получения. Другой задачей является сокращение выбросов углекислого газа, связанных с разработкой редкоземельных элементов на нашей собственной планете.

«Мы занимаемся переработкой на месте, перерабатываем непосредственно сам астероид. Мы не отправляем руду на Землю для переработки», — сказал исполнительный директор AstroForge Мэтью Гиалич (Matthew Gialich), ранее работавший в Virgin Orbit Holdings и Bird Global.

Первый запуск AstroForge в апреле отправит на низкую околоземную орбиту небольшой спутник, который станет одной из многих полезных нагрузок миссии SpaceX Transporter. Задачей этого спутника будет доказать саму возможность добычи и переработки руды — для этого у него на борту будет тестовый образец руды, похожий своими характеристиками на астероид.

В октябре компания планирует запустить свой второй корабль с целью разведки ранее открытого околоземного астероида для будущей миссии по добыче полезных ископаемых. Этот спутник будет доставлен в космос ракетой SpaceX вместе с лунным посадочным модулем от другого космического стартапа, Intuitive Machines. К слову, планируется, что этот полет станет уже второй миссией Intuitive Machines на Луну, первый спускаемый аппарат должен быть запущен в феврале-марте этого года.

AstroForge заявила, что планирует отправить свой аппарат на лунную орбиту. Оттуда 100-килограммовый космический корабль направится к астероиду. AstroForge не назвала точную цель и, вероятно, не назовёт, пока разработка астероида не будет завершена.

Источник изображения: Freepik

Компания утверждает, что октябрьская миссия станет первым коммерческим полётом в дальний космос за пределы гравитационного колодца Земли, за одним исключением. «Единственным другим примером здесь является Tesla Илона, — шутит Гиалич, имея в виду автомобиль, который был запущен в дальний космос в 2018 году во время испытаний. — Но это трудно назвать миссией, потому что он просто запустил её в космос, а потом забыл об этом».

Появление AstroForge в космической отрасли произошло через несколько лет после неудавшейся попытки добычи полезных ископаемых на астероидах. Две крупные компании, Planetary Resources и Deep Space Industries, образовались примерно десять лет назад с целью добычи полезных ископаемых на астероидах. Экспедиции в космос так и не были отправлены, а компании в конечном счёте потерпели финансовый крах.

Гиалич заявил, что AstroForge извлекла уроки из неудач двух компаний: «Я думаю, что самым большим отличием здесь является то, что мы добились большого прогресса за последние 10–15 лет с тех пор, как эти две компании действительно существовали, в основном в отношении запуска. Например, теперь я могу купить поездку на Луну».

AstroForge планирует многие инфраструктурные задачи передать подрядчикам. Сам космический аппарат строит компания OrbAstro, а за запуски отвечает SpaceX. AstroForge сосредоточена на разработке технологии очистки руды в космосе и определении траекторий полётов. Компания надеется снизить стоимость добычи металлов платиновой группы с 30 долларов за грамм до полутора долларов. Компания исходит из исследования, проведённого в сотрудничестве со Школой горного дела Колорадо, которое показало, что концентрация платиновых металлов в астероидах намного выше, чем в любых земных рудах.

При успехе первых двух полётов, AstroForge планирует запустить третью экспедицию, чтобы приземлиться на разведанный астероид. Четвёртая миссия попытается извлечь и очистить добытую руду, а затем вернуться на Землю.

Компании предстоит тернистый путь к звёздам. Пока самое большое количество материала, когда-либо собранное с астероида, составило 250 граммов. Сейчас этот ценный груз ещё только приближается к Землю в рамках миссии NASA OSIRIS-REx.

«Если все пойдёт хорошо, четвёртая миссия начнётся в феврале 2025 года, — прогнозирует Гиалич, с юмором добавляя — Что означает, что она не будет запущена в феврале 2025 года, верно? Мы все знаем, что космос непредсказуем и связан с большим риском».

Калифорнийский стартап Astroforge, созданный ветеранами космической индустрии Мэттом Гиаличем (Matt Gialich) и Хосе Акаином (Jose Acain) для осуществления добычи полезных ископаемых на астероидах, привлёк $13 млн в ходе первого раунда финансирования. Эти средства будут использованы для двух миссий, включая отправку в космос аппарата, которая состоится в следующем году с использованием SpaceX Falcon 9 для демонстрации технологии переработки полезных ископаемых в космосе.

Источник изображения: Pixabay

Финансирование возглавила компания Initialized Capital при участии инвесторов Seven Seven Six, EarthRise, Aera VC, Liquid 2 и Soma. Соучредители Astroforge утверждают, что разработали инновационную технологию для добычи ископаемых в космосе, вместе с тем не вдаваясь в детали. Они лишь рассказали, что для её использования требуется вакуум и невесомость, и что посадка на астероид не потребуется, поскольку Astroforge нацеливается на небесные тела диаметром от 20 м до 1,5 км, а это означает, что размеры их могут быть настолько малы, что у них даже не будет гравитационного поля.

Стартап планирует использовать совместные полёты с арендой места на борту ракет вроде Falcon 9 для полезной нагрузки менее 200 кг по геосинхронным и лунным траекториям. Стартап интересуют астероиды с высокой концентрацией шести металлов платиновой группы, включая палладий, платину и иридий. Такие металлы широко используются в различных отраслях промышленности. Палладий, например, является ключевым компонентом каталитических нейтрализаторов, которые помогают снизить токсичные выбросы легковых и грузовых автомобилей.

Добыча этих металлов на Земле сопряжена с большим загрязнением окружающей среды, так что перенос этого процесса в космос также может помочь улучшению экологии планеты.

Astroforge уже начал подготовку к демонстрационной миссии — заключил партнёрское соглашение с OrbAstro с целью производства первого спутника, а также арендовал место на борту SpaceX Falcon 9 для его отправки на орбиту в следующем году.