Самый дорогой материал, известный науке, — это не то, что вы думаете
После семилетнего путешествия и нескольких миллиардов километров космический аппарат НАСА OSIRIS-REx доставил на Землю капсулу с ценным полезным грузом (которую пока не могут открыть). Зонд доставил образцы с астероида Бенну.
Примерно 250 грамм материала, собранного с астероида массой 77,6 миллиарда кг, поможет ученым узнать о формировании Солнечной системы, в том числе о том, содержат ли астероиды, такие как Бенну, химические ингредиенты для жизни.
Бюджет миссии составил 800 миллионов долларов, а в конечном итоге стоимость образца (255 г) составит около 1,16 миллиарда долларов. Но является ли это самым дорогим известным материалом? Как оказалось, нет.
Стоимость возврата образца
Стоимость горсти грунта астероида составляет 4,7 миллиона долларов за грамм. Это примерно в 70 000 раз превышает цену золота, которая в течение последних нескольких лет находилась в диапазоне от 60 до 70 долларов за грамм.
Первый внеземной материал, возвращенный на Землю, поступил в рамках программы «Аполлон». В период с 1969 по 1972 год шесть миссий Аполлона доставили 382 кг лунных образцов.
Общая стоимость программы «Аполлон» с учетом инфляции составила 257 миллиардов долларов. Эти лунные камни стоили сравнительно недорого — 674 тысячи долларов за грамм, и, конечно, «Аполлон» имел дополнительную ценность в демонстрации технологий для пилотируемых космических полетов.
НАСА планирует вернуть образцы с Марса в начале 2030-х годов, чтобы проверить, содержат ли они следы древней жизни. Целью миссии по возврату образцов с Марса является возвращение 30 пробирок с образцами общим весом 450 г. Марсоход Perseverance уже сохранил 10 таких пробирок.
Однако затраты выросли, поскольку миссия сложна и включает в себя множество роботов и космических аппаратов. Возвращение образцов может стоить 11 миллиардов долларов, то есть их стоимость составит 24 миллиона долларов за грамм, что в пять раз превышает стоимость образцов астероида Бенну.
Некоторые космические камни бесплатны
Некоторые космические камни ничего не стоят. Ежедневно на Землю падает 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 оказаться дорогостоящими, поскольку их бывает сложно распознать и извлечь. Все камни выглядят одинаково, если вы не специалист в геологии.
Большинство метеоритов каменистые, называемые хондритами, и их можно купить в Интернете всего за 50 центов за грамм. Хондриты отличаются от обычных горных пород тем, что содержат круглые зерна, называемые хондрами, которые сформировались в виде расплавленных капель в космосе при зарождении Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад.
Железные метеориты отличаются темной коркой, возникающей в результате плавления поверхности при прохождении через атмосферу, и внутренним узором из длинных металлических кристаллов.
Они стоят 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 35 долларов за грамм.
Немало метеоритов дошло до нас с Луны и Марса. Около 600 из них были признаны пришельцами с Луны, а самый крупный, весом 1,8 кг, был продан по цене около 166 долларов за грамм.
Установлено, что около 175 метеоритов прибыли с Марса. Покупка одного обойдется примерно в 388 долларов за грамм — намного дороже золота.
Исследователи могут выяснить, откуда берутся метеориты, используя траектории их падения, чтобы спроецировать их путь обратно к поясу 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, что ограничивает их научную полезность. Кроме того, они начинают загрязняться, как только падают на Землю, поэтому трудно сказать, являются ли внутри них какие-либо микробы инопланетными.
Дорогие элементы и минералы
Некоторые элементы и минералы дороги, потому что их мало. Простые элементы таблицы Менделеева стоят немного. За унцию (28,35 грамм) 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 цену возврата образцов с Марса.
Например, 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 алмазы содержат примесь бора, которая придает им яркий синий оттенок. Их находят лишь в нескольких рудниках по всему миру, и при цене 550 миллионов долларов за унцию (19 миллионов долларов за грамм) они конкурируют по стоимости с будущими образцами с Марса: унция весит 142 карата, но очень немногие драгоценные камни имеют такой размер.
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).
Самый дорогой материал из всех
Антиматерия встречается в природе, но исключительно редко, потому что каждый раз, когда создается античастица, она быстро аннигилирует вместе с частицей и производит излучение.
Ускоритель частиц в ЦЕРНе может производить 10 миллионов антипротонов в минуту. Это звучит как очень много, но при таких темпах производство одной унции потребует несколько миллиардов лет и она будет стоить многие миллиарды миллиардов (1018 ) долларов (или 3.5 x 1016 долл/грамм).
С созданием варп-двигателя, представленном в «Звездном пути», работающим на основе аннигиляции материи и антиматерии, придется немного подождать.