Самый дорогой материал, известный науке, — это не то, что вы думаете

После семилетнего путешествия и почти 4 миллиардов миль космический корабль НАСА OSIRIS-REx мягко приземлился в пустыне штата Юта утром 24 сентября 2023 года с ценным полезным грузом. Космический корабль доставил образец с астероида Бенну.

Примерно полфунта материала, собранного с астероида массой 85 миллионов тонн (77,6 миллиарда кг), помогут ученым узнать о формировании Солнечной системы, в том числе содержат ли астероиды, подобные Бенну, химические ингредиенты для жизни.

Миссия НАСА была заложена в бюджет 800 миллионов долларов США, а в конечном итоге ее стоимость составит около 1,16 миллиарда долларов за чуть менее 9 унций образца (255 г). Но является ли это самым дорогим известным материалом? Даже близко.

Я профессор астрономии. В своем обучении я использую камни Луны и Марса, и у меня есть скромная коллекция метеоритов. Я поражаюсь тому факту, что могу держать в руке то, чему миллиарды лет, на расстоянии в миллиарды миль.

Цена возврата образца

Горстка астероидов работает до $132 млн за унцию, или $4,7 млн ​​за грамм. Это примерно в 70 000 раз превышает цену золота, которая в течение последних нескольких лет находилась в диапазоне от 1800 до 2000 долларов за унцию (от 60 до 70 долларов за грамм).

Первый внеземной материал, возвращенный на Землю, прибыл из программа «Аполлон». В период с 1969 по 1972 год шесть миссий «Аполлон» привезли 842 фунта (382 кг) лунных образцов.

Общая стоимость программы «Аполлон» с поправкой на инфляцию составила 257 миллиардов долларов. Эти лунные камни стоили сравнительно недорого — 19 миллионов долларов за унцию (674 тысячи долларов за грамм), и, конечно, Аполлон имел дополнительную ценность в демонстрации технологий для пилотируемых космических полетов.

НАСА планирует привезти образцы с Марса в следующем году. начале 2030-х годов, чтобы увидеть, содержат ли они следы древней жизни. Целью миссии по возврату образцов с Марса является возвращение 30 пробирок с образцами общим весом фунта (450 г). Марсоход Perseverance уже запрятал 10 таких образцов.

Однако затраты выросли, поскольку миссия сложна и включает в себя множество роботов и космических кораблей. Возвращение образцов может стоить 11 миллиардов долларов, то есть их стоимость составит 690 миллионов долларов за унцию (24 миллиона долларов за грамм), что в пять раз превышает стоимость единицы образцов Бенну.

Некоторые космические камни бесплатны

Некоторые космические камни ничего не стоят. Ежедневно на Землю обрушивается почти 50 тонн бесплатных образцов из Солнечной системы. Большинство из них сгорают в атмосфере, но если они достигают земли, их называют метеоритами, и большинство из них происходят с астероидов.

Метеориты могут стоить дорого, поскольку их трудно распознать и извлечь. Все камни выглядят одинаково, если вы не специалист по геологии.

Большинство метеоритов каменистые, называемые хондритами, и их можно купить в Интернете всего за 15 долларов за унцию (50 центов за грамм). Хондриты отличаются от обычных горных пород тем, что содержат круглые зерна, называемые хондрами, которые образовались в виде расплавленных капель в космосе при зарождении Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад.

Железные метеориты отличаются темной коркой, вызвано плавлением поверхности при прохождении через атмосферу и внутренним узором из длинных металлических кристаллов. Они стоят 50 долларов за унцию (1,77 доллара за грамм) или даже выше. Палласиты — это железно-каменистые метеориты с примесью минерала оливина. В огранке и полировке они имеют полупрозрачный желто-зеленый цвет и могут стоить более 1000 долларов за унцию (35 долларов за грамм).

Более нескольких метеоритов добрались до нас с Луны и Марс. Около 600 из них были признаны пришельцами с Луны, а самый крупный, весом 4 фунта (1,8 кг), был продан по цене около 4700 долларов за унцию (166 долларов за грамм).

Установлено, что около 175 метеоритов прибыли с Марса. Покупка одного обойдется примерно в 11 000 долларов за унцию (388 долларов за грамм).

Исследователи могут выяснить, откуда берутся метеориты, используя траектории их приземления, чтобы проецировать их пути обратно в пояс астероидов или сравнивая их состав с различными классами. астероидов. Эксперты могут сказать, откуда берутся камни Луны и Марса, по их геологии и минералогии.

Ограничением этих «бесплатных» образцов является то, что невозможно узнать, откуда они взялись на Луне или Марсе, а это ограничивает их научную полезность. Кроме того, они начинают загрязняться, как только приземляются на Землю, поэтому трудно сказать, являются ли в них какие-либо микробы инопланетными.

Дорогие элементы и минералы

Некоторые элементы и минералы дорогие, потому что их мало. Простые элементы таблицы Менделеева имеют низкие цены. За унцию углерод стоит треть цента, железо — 1 цент, алюминий — 56 центов, и даже ртуть — меньше доллара (за 100 граммов углерод стоит 2,40 доллара, железо стоит меньше цента, а алюминий стоит 19 центов). ). Серебро стоит 14 долларов за унцию (50 центов за грамм), а золото — 1900 долларов за унцию (67 долларов за грамм).

Семь радиоактивных элементов чрезвычайно редки в природе, и их настолько сложно создать в лаборатории, что они затмевают цена возвращения образца с Марса НАСА. Полоний-209, самый дорогой из них, стоит 1,4 триллиона долларов за унцию (49 миллиардов долларов за грамм).

Драгоценные камни тоже могут быть дорогими. Высококачественные изумруды в 10 раз дороже золота, а белые бриллианты в 100 раз дороже золота.

Некоторые бриллианты содержат примесь бора, которая придает им яркий синий оттенок. Их находят лишь в нескольких рудниках по всему миру, а цена в 550 миллионов долларов за унцию (19 миллионов долларов за грамм) конкурирует по стоимости с будущими образцами с Марса: унция весит 142 карата, но очень немногие драгоценные камни имеют такие большие размеры. p>

Самый дорогой синтетический материал представляет собой крохотную сферическую «клетку» из углерода, внутри которой находится атом азота. Атом внутри клетки чрезвычайно стабилен, поэтому его можно использовать для измерения времени. Эндоэдральные фуллерены состоят из углеродного материала, который можно использовать для создания чрезвычайно точных атомных часов. Они могут стоить 4 миллиарда долларов за унцию (141 миллион долларов за грамм).

Самая дорогая из всех

Антивещество встречается в природе, но это исключительно редко, потому что каждый раз, когда античастица создается, она быстро создается. аннигилирует с частицей и производит излучение.

Ускоритель частиц в ЦЕРН может производить 10 миллионов антипротонов в минуту. Это звучит как много, но при таких темпах производство унции (3,5 x 10¹⁶ долларов) потребует миллиардов лет и миллиардов миллиардов (10¹⁸) долларов. за грамм).

Варп-двигателям, предусмотренным в «Звездном пути», работающим на основе аннигиляции материи-антиматерии, придется подождать.

Крис Импи, заслуженный профессор астрономии, Университет Аризоны

Эта статья переиздана из журнала The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.