За многие годы исследований у ученых сложилось четкое представление о том, как сформировалась наша Солнечная система. Около 5 млрд лет назад Солнце представляло собой медленно вращающееся гигантское облако, состоящее в основном из пыли и газообразных водорода и гелия. В поперечнике оно достигало нескольких световых лет (световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, примерно 9,5 трлн км). Из-за большой массы облако постепенно сжималось под действием гравитации. Сжимаясь, оно вращалось все быстрее и быстрее — в точности как фигурист начинает вращаться быстрее, когда прижимает руки к телу. Со временем облако сконденсировалось в быстро вращающийся диск со звездой в центре. Из окружающего звезду газопылевого диска начали формироваться протопланеты, которые постепенно собирали на себя вещество диска и увеличивались в размерах. Этот процесс объясняет, почему все планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и в одной плоскости.

Считается, что в какой-то момент одна из протопланет слишком приблизилась к крупнейшей из всех планет, Юпитеру, и была разорвана его мощнейшей гравитацией. В результате сформировался пояс астероидов. Согласно другой теории, пояс астероидов мог сформироваться в результате столкновения двух протопланет.

Солнечную систему можно изобразить как Солнце, окруженное четырьмя поясами: внутренний пояс составляют каменные планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), далее идет пояс астероидов, за ним следует пояс газовых гигантов, включающий в себя Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и, наконец, последним идет кометный пояс, который называют также поясом Койпера. А еще дальше, за пределами этих четырех поясов, имеется сферическое облако комет, окружающее Солнечную систему целиком и известное как облако Оорта.

Вода — простая молекула — в начале существования Солнечной системы представляла собой обычное, часто встречающееся вещество, но существовала в разных состояниях в зависимости от расстояния от Солнца. Ближе к Солнцу, там, где вода должна была кипеть и превращаться в пар, мы видим планеты Меркурий и Венеру. Земля располагается чуть дальше, так что вода здесь может существовать в виде жидкости. (Иногда зону, в которой температура допускает существование жидкой воды, называют «зоной Златовласки» или зоной жизни.) Дальше от Солнца вода превращается в лед, на Марсе и на еще более далеких планетах и кометах она находится в основном в этом состоянии.

Если мы хотим добывать полезные ископаемые на астероидах, нам чрезвычайно важно будет разобраться в их происхождении и составе.

Идея о добыче полезных ископаемых на астероидах не так нелепа, как могло бы показаться. Мы уже многое знаем об их строении, поскольку некоторые астероиды падают на Землю. В состав астероидов входят железо, никель, углерод, кобальт, а кроме того, они содержат значительные количества редкоземельных элементов и ценных металлов, таких как платина, палладий, родий, рутений, иридий и осмий. Эти элементы, естественно, находят и на Земле, но встречаются они редко и стоят очень дорого. Поскольку их запасы на Земле, по-видимому, истощатся в ближайшие десятилетия, добыча на астероидах станет экономически выгодной. А если астероид удастся столкнуть с его орбиты и перевести на орбиту вокруг Луны, дальше с ним можно будет свободно работать.

В 2012 г. группа предпринимателей организовала компанию Planetary Resources, целью которой объявлена добыча полезных ископаемых с астероидов и доставка их на Землю[15]. Этот амбициозный и потенциально очень прибыльный план поддержали некоторые ведущие игроки Кремниевой долины, включая исполнительного директора Alphabet, Inc. (компании — основателя Google) Ларри Пейджа и исполнительного председателя правления этой компании Эрика Шмидта, а также известного кинорежиссера Джеймса Кэмерона.

В определенном смысле астероиды можно сравнить с летающими в открытом космосе золотоносными рудниками. Так, в июле 2015 г. один такой астероид, около 300 м в поперечнике, пролетел мимо нас на расстоянии, вшестеро превышающем расстояние от Земли до Луны. Предположительно, в его ядре содержалось 90 млн т платины стоимостью $5,4 трлн. По оценкам Planetary Resources, даже в небольшом 30-метровом астероиде может содержаться платины на $25–50 млрд. Компания даже составила список небольших близких астероидов — приходи и бери. Если бы один из них удалось доставить к Земле, он оказался бы кладезем минералов, которые многократно окупили бы все затраты инвесторов.

Из примерно 16 000 астероидов, которые считаются околоземными объектами (их орбиты пересекают орбиту Земли), астрономы выделили короткий список — 12 астероидов, которые считаются идеальными кандидатами на доставку к Земле. Расчеты показали, что, немного изменив их траектории, эти астероиды размерами от 3 до 21 м в поперечнике можно перевести на окололунную или околоземную орбиту.

Но в космосе много и других астероидов. В январе 2017 г. астрономы неожиданно обнаружили астероид всего за несколько часов до того, как он пронесся мимо Земли. Он прошел от нас на расстоянии всего лишь около 51 500 км, или 13 % расстояния от Земли до Луны. К счастью, он был всего около 6 м в поперечнике и не вызвал бы значительных разрушений, даже если бы столкнулся с Землей. Однако его пролет — лишнее подтверждение того факта, что мимо Земли постоянно пролетает множество астероидов, и большинство из них остаются незамеченными.

Астероиды так важны для нас, что НАСА считает их исследование первым шагом к полету на Марс. В 2012 г., через несколько месяцев после того, как компания Planetary Resources на пресс-конференции раскрыла свои планы, руководство НАСА объявило о начале проекта Robotic Asteroid Prospector, цель которого — понять, осуществима ли на данный момент реальная добыча полезных ископаемых на астероидах. Затем осенью 2016 г. НАСА запустило зонд стоимостью $1 млрд под названием OSIRIS-REx. Он был отправлен на встречу с Бенну — 500-метровым астероидом, который пролетит мимо Земли в 2135 г. В 2018–2019 гг. зонд облетит Бенну со всех сторон, затем сядет на него и доставит на Землю от 50 г до 2 кг грунта для анализа. Этот план не лишен риска — НАСА опасается, что даже слабые возмущения орбиты Бенну могут вызвать его столкновение с Землей при следующем пролете. (Если такое столкновение произойдет, то по мощности оно тысячекратно превзойдет бомбу, сброшенную на Хиросиму.) Однако такая экспедиция принесет нам бесценный опыт по перехвату и исследованию объектов в космосе.

Кроме того, НАСА прорабатывает программу Asteroid Redirect Mission (ARM), цель которой — доставить несколько камней-астероидов из космоса. Финансирование этого проекта не гарантируется, но есть надежда, что он может открыть новый источник доходов для космической программы. ARM предполагает два этапа. Во-первых, в глубокий космос будет отправлен автоматический зонд, чтобы перехватить астероид, который заранее выберут и тщательно изучат через наземные телескопы. Подробно исследовав его поверхность, зонд сядет на астероид и с помощью клещевидных зацепов захватит какой-нибудь большой камень. Затем он взлетит с астероида и направится к Луне, транспортируя за собой выбранный объект.