En handfull jord, som togs upp på toppen av månkratern Camelot, gled från en vanlig skopa i en speciell teflonpåse och gick tillsammans med Apollo 17 -teamet till jorden. Den dagen, den 13 december 1972, var det få som hade kunnat föreställa sig att ett prov av månjord nummer 75501, liksom jordprover som levererades av Apollo 11 och ett antal andra expeditioner, inklusive den sovjetiska forskningsstationen Luna 16, kommer att fungera som en tungt vägande argument för att mänskligheten ska besluta att återvända till månen under 2000 -talet. Införandet av detta kom först 30 år senare, när unga forskare från University of Wisconsin hittade ett betydande innehåll av helium-3 i ett prov av månjord. Denna mycket intressanta substans är en isotop av den välkända gasen - helium, som används för att fylla färgglada ballonger under semestern.
Redan före Sovjetunionen och USA: s månuppdrag hittades en liten mängd helium-3 på vår planet, då var detta faktum redan intresserat i det vetenskapliga samfundet. Helium-3, som har en unik intraatomisk struktur, lovade fantastiska utsikter för forskare. Om vi lyckas använda helium-3 i en kärnfusionsreaktion blir det möjligt att få en enorm mängd el utan att drunkna i farligt radioaktivt avfall som produceras vid kärnkraftverk oavsett vår önskan. Utvinning av helium-3 på månen och dess efterföljande leverans till jorden är inte en lätt uppgift, men samtidigt kan de som engagerar sig i detta äventyr bli ägare till en fantastisk belöning. Helium -3 är ämnet som för alltid kan befria världen från "drogberoende" - fossilt bränsle, oljenål.
På jorden saknas helium-3 dödligt. En enorm mängd helium har sitt ursprung i solen, men en liten del av det är helium-3, och huvuddelen är det mycket vanligare helium-4. Medan dessa isotoper rör sig som en del av "solvinden" mot jorden, genomgår båda isotoper förändringar. Helium-3, så dyrbart för jordbor, når inte vår planet, eftersom det kastas bort av jordens magnetfält. Samtidigt finns det inget magnetfält på månen, och här kan helium-3 fritt ackumuleras i markens ytskikt.
Numera betraktar forskare vår naturliga satellit inte bara som ett naturligt astronomiskt observatorium och en energikälla, utan också som en framtida reservkontinent för jordbor. Dessutom är det just den outtömliga källan till rymdbränsle som är mest attraktiv och lovande. En ny möjlig kontinent för jordbor är belägen på ett avstånd av endast 380 tusen kilometer från vår planet; i händelse av en global katastrof på jorden kan det mycket väl finnas ett skydd för människor här. Från månen kan du observera andra himmelska föremål utan större störningar, eftersom det på jorden till viss del störs av atmosfären. Men det viktigaste är de outtömliga energireserverna, som enligt forskare skulle räcka för mänskligheten i 15 000 år. Dessutom har månen reserver av sällsynta metaller: titan, barium, aluminium, zirkonium, och det är inte allt, säger forskare. Idag är mänskligheten bara i början av vägen till månens utveckling.
För närvarande är Kina, Indien, USA, Ryssland, Japan - alla dessa stater i linje med månen, och dessa länder blir fler och fler. En annan ökning av intresset för månen uppstod i mitten av 90-talet av förra seklet. Sedan i det vetenskapliga samfundet uppstod antagandet att det kan finnas vatten på månen. För inte så länge sedan bekräftade slutligen detta den amerikanska LRO -sonden med den ryska Lend -enheten - det finns verkligen vatten på månen (i form av is i botten av kratrar) och det finns mycket av det (upp till 600 miljoner ton), och detta löser många problem.
Förekomsten av vatten på månen är särskilt värdefull, eftersom den kan lösa ett stort antal olika problem som uppstår under konstruktionen av månbaser. Vattnet behöver inte levereras från jorden, det kan bearbetas direkt på plats, säger Igor Mitrofanov, chef för rymdgammaspektroskopilaboratoriet vid IKI. Enligt vissa beräkningar, med rätt lust och finansiering, kunde mänskligheten bosätta sig på vår naturliga satellit om 15 år. Dessutom är det troligt att de första invånarna på månen hade bott vid dess poler nära stora reserver av upptäckt vatten.
Många saker på månen skulle dock behöva vänja sig på ett nytt sätt - även till en sådan process som att gå. Det är mycket lättare att hoppa på månen, det faktum att tyngdkraften här är 6 gånger mindre än på jorden, var på en gång övertygad av Neil Armstrong, när han för 40 år sedan först klev på ytan av denna himmelska kropp. Samtidigt är människans främsta fiende på månen för närvarande strålning, det finns inte så många alternativ för räddning från vilken. Enligt Lev Zeleny, chef för rymdforskningsinstitutet vid Ryska vetenskapsakademien, finns det inget magnetfält på vår naturliga satellit. All strålning från solen kommer till månen och det är ganska svårt att skydda sig från den.
Samtidigt är det faktum att månen ska bli det första steget för mänskliga framsteg i rymden ett obestridligt faktum, anser Zeleny Lev. Enligt honom kan månen bli en omlastningsbas för uppskjutningar till andra planeter i solsystemet. Det kommer också att vara möjligt att placera en tidig varningsstation om hur farliga rymdobjekt närmar sig jorden: kometer och asteroider, vilket är ganska viktigt mot bakgrund av de senaste händelserna. Det viktigaste är dock helium-3, möjligen framtidens rymdbränsle. Det är svårt att tro, men det mörkgråa dammet, som är kantat med hela månens yta, är ett förråd av denna unika substans.
Olja och gas på planeten varar inte för evigt. Enligt ett antal experter kommer mänskligheten att leva på dessa resurser i cirka 40 år utan några speciella problem. Idag är kärnkraftverk det enda alternativet, men det är inte så säkert på grund av strålning. Samtidigt är en termonukleär reaktion som involverar helium-3 miljövänlig. Enligt forskare har ännu inget bättre uppfunnits och det finns minst två skäl till detta. För det första är det ett mycket effektivt termonukleärt bränsle, och för det andra, som är ännu mer värdefullt, är det miljövänligt, konstaterar Erik Galimov, chef för Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry uppkallad efter V. I. IN OCH. Vernadsky.
Enligt uppskattningarna av Vladislav Shevchenko, chef för avdelningen för mån- och planetforskning vid Statens astronomiska institut vid Moskvas statsuniversitet, kommer reserverna av helium-3 på jordens naturliga satellit att räcka i tusentals år. Enligt experter är minsta volym helium-3 på månen cirka 500 tusen ton, enligt mer optimistiska uppskattningar är det minst 10 miljoner ton där. Under reaktionen av termonukleär fusion, när 0,67 ton deuterium och 1 ton helium-3 kommer in i reaktionen, frigörs energi, vilket motsvarar förbränningsenergin för 15 miljoner ton olja. Det bör noteras att det för närvarande fortfarande är nödvändigt att studera den tekniska genomförbarheten för att utföra sådana reaktioner.
Och extraktionen av detta ämne på månen kommer inte att vara lätt. Även om helium-3 ligger i ytskiktet, är dess koncentration mycket låg. Huvudproblemet vid denna tidpunkt är verkligheten av heliumproduktion från månregoliten. Halten helium-3 som krävs av kraftindustrin är cirka 1 gram per 100 ton månjord. Detta innebär att för extraktion av 1 ton av denna isotop, minst 100 miljoner.ton månjord.
I detta fall måste helium-3 separeras från onödigt helium-4, vars koncentration i regoliten är 3 tusen gånger högre. Enligt Erik Galimov, för att utvinna 1 ton helium-3 på månen, kommer det att vara nödvändigt, som nämnts ovan, att bearbeta 100 miljoner ton månjord. Vi pratar om en del av månen med en total yta på cirka 20 kvadratkilometer, som kommer att behöva bearbetas till ett djup av 3 meter! Samtidigt kommer själva proceduren för att leverera 1 ton av detta bränsle till jorden att kosta minst 100 miljoner dollar. Men i själva verket är även denna mycket stora mängd bara 1% av energikostnaden som kan utvinnas från ett termonukleärt kraftverk från denna råvara.
Enligt Shevchenkos uppskattningar kan kostnaden för att utvinna 1 ton helium-3, med hänsyn till skapandet av all nödvändig infrastruktur för dess produktion och leverans till jorden, uppgå till 1 miljard dollar. Samtidigt kommer transporten av 25 ton helium-3 till jorden att kosta oss 25 miljarder dollar, vilket inte är en så stor mängd, med tanke på att en sådan bränsleskala räcker för att ge jordmän energi med ett helt år. Fördelarna med en sådan energibärare blir uppenbara om vi räknar ut att enbart USA årligen spenderar cirka 40 miljarder dollar på energibärare.
Enligt beräkningar gjorda av den amerikanska astronauten Harrison Schmitt blir användningen av helium-3 i markenergi, med hänsyn till alla kostnader för leverans och produktion, lönsam och kommersiellt lönsam när produktionen av termonukleär energi som använder denna råvara överstiger kapaciteten av 5 GW. Faktum är att detta tyder på att även ett kraftverk som drivs med månbränsle kommer att räcka för att göra leveransen till jorden kostnadseffektiv. Enligt Schmitts uppskattningar kommer de preliminära kostnaderna även i forskningsstadiet att vara cirka 15 miljarder dollar.
Ett av de möjliga alternativen för utvinning av helium-3 föreslogs av Eric Galimov. För att organisera extraktionen av isotopen från månytan föreslår han att värma regoliten till 700 grader Celsius. Efter det kan det kondenseras och tas bort till ytan. Ur modern teknik är dessa förfaranden ganska enkla och välkända. Den ryska forskaren föreslår att värma råvaror i speciella "solugnar", som kommer att fokusera solljuset på regoliten med hjälp av stora konkava speglar. I det här fallet kommer det att vara möjligt att extrahera syre, väte och kväve från månjorden från månjorden. Det betyder att månindustrin inte bara kan producera råvaror till markenergikomplexet, utan också raketbränsle för raketerna som bär det, samt luft och vatten för människor som arbetar på månföretagen. Liknande projekt pågår för närvarande i USA.
Men det är inte allt som månjorden kan ge oss. Regoliten innehåller ett högt innehåll av titan, vilket på lång sikt kommer att bidra till att etablera produktionen av element i raketkroppar och industriella strukturer direkt på jordens naturliga satellit. I detta fall måste endast högteknologiska element i raketer, datorer och instrument levereras till månen. Och detta kan öppna en andra lovande riktning för hela månekonomin - byggandet av den mest ekonomiska rymdporten, en vetenskaplig bas för studier av hela solsystemet.
