Świat patrzy w kierunku kosmosu, gdzie z Księżyca i asteroid chce wydobywać cenne, trudne do policzenia złoża. Startupy opracowują nowatorskie technologie, loty na orbitę dramatycznie tanieją, a rządy rozpościerają wizje gigantycznych zysków.

O tym - i o roli, jaką może odegrać Polska - oraz jak wiele może na tym zyskać, opowiada PAP dr inż. Adam Jan Zwierzyński, adiunkt w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, współtwórca i prezes start-upu Solar System Resources Corporation Sp. zo.o.

PAP: Znany astrofizyk i popularyzator nauki Neil DeGrasse Tyson powiedział, że pierwszym bilionerem będzie człowiek, który zainwestuje w kopalnie na asteroidach. Też Pan tak uważa?

Dr inż. Adam Jan Zwierzyński: Całkowicie się z tym zgadzam. Szacuje się, że np. na asteroidzie (6) Hebe jest tyle żelaza, że wystarczyłoby go ludzkości na ponad milion lat, niklu - na 83 mln, a złota na ponad 700 tys. lat. To duża asteroida (większość ma mniejsze rozmiary) - ale to pokazuje, jak wiele zasobów można znaleźć w Układzie Słonecznym. Nawet jeśli w obliczeniach pomylimy się o kilka wielkości, to liczby i tak są kolosalne. Oczywiście jeśli te surowce zaczniemy wykorzystywać, to ich cena spadnie ze względu na podaż. Ale nadal będzie na tym można robić świetny interes.

PAP: Można też chyba wykorzystać obecną w przestrzeni wodę, prawda?

AZ: To ciekawy paradoks, ale prawdopodobnie pierwsze kosmiczne kopalnie będą wydobywały właśnie wodę. Głównie dlatego, że można z niej otrzymywać wodór i tlen czyli paliwo rakietowe. Według jednego ze znanych raportów na ten temat wartość rynku przekształcania wody z kosmosu w paliwo dla rakiet będzie wynosiła 15 mld dol. rocznie.

PAP: Dlaczego wodę warto wydobywać w kosmosie?

AZ: Powód jest prosty - ziemska grawitacja. Wynoszenie ładunków, w tym paliwa, w przestrzeń to największa przeszkoda w kosmicznych lotach. Cena tony paliwa uzyskanego z wody wyniesionej w kosmos z Ziemi przy obecnej technologii rakietowej kosztowałoby 10 mln dol. za tonę, a jeśli powstałaby na Księżycu z miejscowej wody (pokładów lodu) - tylko 0,5 mln dol.

PAP: Zatem pierwsze kopalnie mogą powstać na Księżycu.

AZ: Najprawdopodobniej będzie to Księżyc - z dwóch powodów. Po pierwsze do asteroid trudniej jest dotrzeć, ponieważ znajdują się dalej. Po drugie panuje przy nich mikrograwitacja, czyli praktycznie nie ma tam przyciągania. Mała siła wystarczy, aby odbić się w przestrzeń, więc trzeba się jakoś zakotwiczyć. Asteroidy sprawiają więc nieco większe trudności techniczne, które oczywiście są jednak do pokonania.

Przypomnijmy też założenia organizowanego przez NASA programu ARTEMIS, według których ludzie mają wylądować na Księżycu już w 2024 r. Amerykanie mają tak ambitne plany m.in. ze względu na Chiny. Ten kraj chciałby z kolei do 2050 roku stworzyć specjalną strefę ekonomiczną Ziemia-Księżyc, która ma przynosić zysk 10 bln. dol. rocznie.

Jeśli zaś powstanie budowany przez SpaceX Starship, to dla prywatnych firm otworzy się droga na Księżyc oraz Marsa. Ta planeta jest jeszcze ciekawsza pod względem górnictwa, ponieważ pokrywa ją wiele kraterów po asteroidach. Jak wiemy, na Ziemi większość metali ziem rzadkich pochodzi właśnie z asteroid.

PAP: Państwa zespół też już prowadzi pewne prace związane z kosmicznym górnictwem...

AZ: Nasza przygoda zaczęła się od prac nad materiałem imitującym księżycowy grunt (regolit) we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych (CBK) PAN, gdzie powstawał Kret - urządzenie do wiercenia właśnie w takim gruncie. Stworzony przez nas materiał pozwalał ten przyrząd testować. Warto wspomnieć, że część osób budujących Kreta założyła firmę Astronika. Opracowana w firmie nowa wersja przyrządu poleciała na Marsa w misji InSight NASA.

Później braliśmy udział w dwóch projektach. Byliśmy odpowiedzialni za prace nad modułami wiercącymi, które można byłoby zamontować na łazikach księżycowych lub marsjańskich. Stworzyliśmy m.in. nowe rozwiązanie, które przy niskim nakładzie energii pozwala wiercić w skałach i materiałach sypkich. Model, który powstał dla ESA, testowany był w komorze próżniowej.

Przed dwoma laty złożyliśmy też wniosek o patent na urządzenie do wydobywania wody z obiektów kosmicznych. Co nas zaskoczyło, był to jeden z niewielu patentów tego typu na świecie.

PAP: A teraz?

AZ: Szukamy nowych pomysłów i współpracowników, partnerów w kraju i za granicą, z którymi moglibyśmy rozpocząć nowe projekty. Jednak obecnie zajmujemy się przede wszystkim sprawami organizacyjnymi. Powołaliśmy już prawdopodobnie pierwsze w Polsce studenckie koło górnictwa kosmicznego Cosmodrill. Planujemy utworzenie Centrum Górnictwa Kosmicznego, które będzie działało przy AGH Space University. Zależy nam, aby dokonania naukowe przekładały się na biznes. Chcemy m.in., aby nasi studenci zakładali działające w kosmicznym górnictwie startupy.

PAP: Jednak eksploracja przestrzeni to trudne wyzwanie. Niedawno dwa stosunkowo proste lądowniki, izraelski i indyjski, rozbiły się na Księżycu. Ile trzeba czekać, by kosmiczne wydobycie stało się faktem?

AZ: Przede wszystkim trzeba przestać myśleć, że nastąpi to za 50-100 lat. Myślę, że pierwsze systemy wydobywcze powstaną w tym dziesięcioleciu, a nawet w jego pierwszej połowie. Mówię o wydobyciu wody na Księżycu. Nie będą to oczywiście efektywne kopalnie, ale stopniowo będą udoskonalane.

PAP: Skąd taki optymizm?

W ostatnim czasie nastąpił olbrzymi postęp, jeśli chodzi o technikę kosmiczną. Spójrzmy np. na loty na orbitę. W 2011 roku cena wystrzelenia wahadłowca wynosiła 450 mln dol., a średnio w ciągu 30 lat - 1,5 mld. Wahadłowiec potrafił przy tym wynieść tylko 23 tony. Z rakietą Falcon Heavy, która zabiera znacznie więcej, teoretyczny koszt to nieco ponad 90 mln dol. To tak jakby Mercedes klasy CLS z 320 tys. staniał do 4 tys. zł. Trzymając się tego przykładu, jeśli powstanie Starship, ten Mercedes będzie kosztował 80 zł. Jeśli dzisiaj, ktoś łącznie za 200 mln dol. wysłałby rakietą Falcon Heavy urządzenie, które przywiezie 10 ton złota czy platyny, to zarobiłby na tym naprawdę dużo. Już dzisiaj byłoby to więc opłacalne. Trudności techniczne pokonamy natomiast prędzej czy później. Ważniejsze mogą być przeszkody organizacyjne.

PAP: Na czym one polegają?

AZ: Polskie innowacje nie zyskują znaczącego wsparcia finansowego. Państwo dofinansowuje przedsiębiorstwa, które już działają, dobrze sobie radzą i chcą udoskonalić swój produkt, czy się rozwinąć. Natomiast firmy, które dopiero zaczynają, nie mają takiej pomocy. Powstaje błędne koło - aby dostać wsparcie, trzeba mieć gotowy produkt, jednak aby go stworzyć, potrzebne są pieniądze.

Typowy startup w USA dysponuje 20-30 mln dol. Może stworzyć nową technologię i szukać partnerów w rundzie inwestycyjnej. Polskie młode firmy nie mają jak dotrzeć do tego etapu. Trzeba to zmienić, tak aby państwo inwestowało w ryzykowne projekty. Możliwe są tutaj różne modele, np. za inwestycję mogłoby dostać część udziałów. Nie jesteśmy bogatym krajem, ale niech finansowanie otrzyma 100 czy 50 takich zespołów. Kraków nie jest jedynym miejscem, gdzie tworzone są ciekawe kosmiczne projekty.

PAP: A prywatni inwestorzy?

AZ: Kapitalizm w Polsce ma dopiero 30 lat. Większość bogatych ludzi w kraju nie dorobiło się na nowych technologiach, ale np. na handlu. Osoby takie nie rozumieją nowoczesnej technologii. Fundusze Venture Capital dysponują zwykle kapitałem ok. 100 mln zł, więc nie chcą inwestować w ryzykowne projekty. Tymczasem według statystyk, jedna trafna inwestycja w startup, który odniesie sukces, może zrekompensować kilka nietrafionych.

PAP: Jakie ambicje miałby Państwa zespół powiedzmy na kolejne 10 lat, przy odpowiednim finansowaniu?

AZ: Myślę, że moglibyśmy wysłać sondę w kosmos, choć nie sami, ale przy współpracy z innymi zespołami. Popatrzmy na polską misję marsjańską organizowaną przez polskie uczelnie i spółkę SatRevolution. Na razie projekt się zatrzymał ze względu na pandemię, ale w planach jest wysłanie trzech sond - jedna ma przelecieć w pobliżu Marsa, druga wejść na orbitę, a w trzeciej ma już polecieć lądownik. Koszt każdego z etapów to 140 mln zł. Stworzone przez nas urządzenie nie musiałoby jeszcze wydobywać złóż, ale na przykład ich poszukiwać. Zarabiać można bowiem na danych. Ktoś, kto będzie chciał wydobywać wodę czy minerały, musi wiedzieć, gdzie one są. Uważam, że powinniśmy zmienić podejście z takiego, że jesteśmy tylko podwykonawcami i zacząć realizować własne projekty.

PAP: Jednak oprócz pieniędzy, potrzebne jest także know how.

AZ: Można je zdobyć. Organizatorzy wspomnianej już misji marsjańskiej współpracują na przykład z Jet Propulsion Laboratory. USA zaprosiła niedawno kraje sojusznicze do współpracy w projekcie ARTEMIS. Moglibyśmy dostać od nich niektóre technologie, oczywiście nie za darmo, ale na przykład w zamian za udział w zyskach.

PAP: Mówi się o śmiałych planach zarabiania na kosmicznych zasobach. Człowiek wkrótce ma wylądować na Srebrnym Globie. Jak wyglądają na świecie realne prace związane ściśle z kosmicznym górnictwem?

AZ: Świat pędzi. Wydawane są na to ogromne pieniądze, powstają przeróżne technologie, np. do wydobycia surowców z regolitu czy drążenia w asteroidach z pomocą skupionej wiązki światła. O wielu technologiach na pewno nie wiemy. Powstają firmy, które chcą zająć się np. prowadzeniem rejestrów kosmicznych złóż.

Niektóre przedsiębiorstwa mają naprawdę śmiałe wizje. Należy do nich japońska firma iSpace, która chce stworzyć miasteczko księżycowe do 2050 roku. Ma przy tym szczegółowo rozpisany cały plan. Firma chce najpierw poszukiwać złóż i sprzedawać dane, potem wydobywać wodę, a później kolejne surowce. Do inwestorów przystąpiła Toyota, która musi wierzyć w potencjał takiego biznesu.

W kosmiczne górnictwo chce zainwestować także firma Caterpillar. Jeśli chodzi o rządy, to Donald Trump wydał dyrektywę zezwalającą na użycie energii atomowej w pojazdach kosmicznych, nakazał też opracowanie sposobów współpracy w zakresie wykorzystania surowców kosmicznych ze sprzymierzonymi krajami. USA opracowała też nowe prawo kosmiczne. Specjalna komisja zaleciła w tym kraju m.in. stworzenie giełdy kosmicznych surowców i zintensyfikowanie działań, aby utrzymać wiodącą pozycję w obszarze górnictwa w przestrzeni.

PAP: Jaka może być rola Polski i co nasz kraj może zyskać?

AZ: To dla nas dziejowa, a przy tym niepowtarzalna szansa. Nie jesteśmy Francją czy Niemcami, które mogą przyłączyć się do wyścigu 15 lat później i nadrobić zaległości inwestując setki mld euro. Musimy przyłączyć się do kosmicznego górnictwa teraz, jeśli chcemy dostać kawałek tego tortu. Uważam, że jeśli tego nie zrobimy, to jako kraj zostaniemy w przyszłości zmarginalizowani.

PAP: Czy to nie dotyczy też innych technologii? Dlaczego górnictwo kosmiczne ma być tak wyjątkowe?

AZ: Cieszyłbym się, gdyby poważnie inwestowano nawet w inną technologię. Jednak po pierwsze, nie zarobimy tyle np. na sztucznej inteligencji, komputerach kwantowych czy innych dziedzinach. W górnictwie kosmicznym czekają naprawdę gigantyczne pieniądze. Po drugie przy jego rozwoju wiele technologii może także odczuć szybki postęp, ponieważ również będą potrzebne, aby realizować górnicze przedsięwzięcia. Dzięki kosmicznemu górnictwu nasz kraj może się bardzo wzbogacić. 

PAP - Nauka w Polsce, Marek Matacz

mat/ zan/