Lunin zaklad - Helij -3

Lunin zaklad - Helij -3
Lunin zaklad - Helij -3

Video: Lunin zaklad - Helij -3

Video: Lunin zaklad - Helij -3
Video: Красивая история о настоящей любви! Мелодрама НЕЛЮБОВЬ (Домашний). 2024, April
Anonim

Peščica zemlje, ki so jo pobrali na grebenu luninega kraterja Camelot, je zdrsnila iz navadne merice v posebno teflonsko vrečko in skupaj z ekipo Apollo 17 odšla na Zemljo. Na ta dan, 13. decembra 1972, si je le malo kdo mogel predstavljati, da bo vzorec lunine zemlje s številko 75501, pa tudi vzorci tal, ki jih je dostavil Apollo 11 in številne druge odprave, vključno s sovjetsko raziskovalno postajo Luna 16, služili kot pomemben argument, da se bo človeštvo v 21. stoletju odločilo za vrnitev na Luno. To so spoznali šele 30 let kasneje, ko so mladi znanstveniki z univerze v Wisconsinu v vzorcu lunine zemlje odkrili znatno vsebnost helija-3. Ta zelo zanimiva snov je izotop znanega plina - helija, ki se med prazniki uporablja za polnjenje pisanih balonov.

Še pred lunarnimi misijami ZSSR in ZDA so na našem planetu našli majhno količino helija-3, potem je to dejstvo že zanimalo znanstveno skupnost. Helij-3, ki ima edinstveno znotrajatomsko strukturo, je znanstvenikom obljubil fantastične možnosti. Če nam bo pri reakciji jedrske fuzije uspelo uporabiti helij-3, bo mogoče dobiti ogromno količino električne energije, ne da bi se utopili v nevarnih radioaktivnih odpadkih, ki nastajajo v jedrskih elektrarnah, ne glede na našo željo. Pridobivanje helija-3 na Luni in njegova kasnejša dobava na Zemljo ni lahka naloga, hkrati pa lahko tisti, ki se vključijo v to pustolovščino, postanejo lastnik osupljive nagrade. Helij -3 je snov, ki lahko svet za vedno reši "odvisnosti od drog" - fosilno gorivo, oljna igla.

Na Zemlji smrtno primanjkuje helija-3. Ogromna količina helija izvira iz sonca, vendar je njegov majhen del helij-3, glavnina pa je veliko pogostejši helij-4. Medtem ko se ti izotopi premikajo kot del "sončnega vetra" proti Zemlji, se oba izotopa spreminjata. Helij-3, tako dragocen za zemljane, ne doseže našega planeta, saj ga zemeljsko magnetno polje zavrže. Hkrati na Luni ni magnetnega polja in tu se lahko helij-3 prosto kopiči v površinski plasti tal.

Lunin zaklad - Helij -3
Lunin zaklad - Helij -3

Dandanes znanstveniki naš naravni satelit ne obravnavajo le kot naravni astronomski observatorij in vir energetskih virov, ampak tudi kot prihodnjo rezervno celino za zemljane. Poleg tega je ravno neizčrpen vir vesoljskega goriva najbolj privlačen in obetaven. Nova možna celina za zemljane se nahaja na razdalji le 380 tisoč kilometrov od našega planeta; v primeru globalne katastrofe na Zemlji bi lahko tukaj obstajalo zatočišče za ljudi. Z Lune lahko brez večjih motenj opazujete druge nebesne objekte, saj na Zemljo to do neke mere moti ozračje. Toda glavna stvar so neizčrpne zaloge energije, ki bi po mnenju znanstvenikov zadostovale za človeštvo za 15.000 let. Poleg tega ima Luna zaloge redkih kovin: titana, barija, aluminija, cirkonija, in to ni vse, pravijo znanstveniki. Danes je človeštvo šele na začetku poti do razvoja Lune.

Trenutno so Kitajska, Indija, ZDA, Rusija, Japonska - vse te države so v skladu z Luno in teh držav je čedalje več. Še en porast zanimanja za Luno se je pojavil sredi 90. let prejšnjega stoletja. Nato se je v znanstveni skupnosti pojavila domneva, da bi na Luni lahko obstajala voda. Ne tako dolgo nazaj je ameriška sonda LRO z rusko napravo Lend to končno potrdila - na Luni je res voda (v obliki ledu na dnu kraterjev) in je veliko (do 600 milijonov ton), s tem pa se rešijo številne težave.

Prisotnost vode na Luni je še posebej dragocena, saj lahko reši veliko število različnih težav, ki nastanejo pri gradnji luninih baz. Vode ne bo treba dostavljati z Zemlje, predelati jo je mogoče neposredno na kraju samem, pravi Igor Mitrofanov, vodja laboratorija za vesoljsko gama spektroskopijo pri IKI. Po nekaterih izračunih bi se človeštvo ob ustrezni želji in financiranju lahko naselilo na naš naravni satelit v 15 letih. Poleg tega bi najverjetneje prvi prebivalci Lune živeli na njenih polih v bližini velikih zalog odkrite vode.

Slika
Slika

Marsikaj na Luni pa bi se bilo treba navaditi na nov način - tudi na takšen proces, kot je hoja. Veliko lažje je skočiti na Luno, dejstvo, da je gravitacija tukaj 6 -krat manjša kot na Zemlji, je nekoč prepričal Neil Armstrong, ko je pred 40 leti prvič stopil na površje tega nebesnega telesa. Hkrati je glavni sovražnik človeka na Luni trenutno sevanje, možnosti za rešitev ni tako veliko. Po besedah Leva Zelenyja, direktorja Inštituta za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti, na našem naravnem satelitu ni magnetnega polja. Vse sevanje Sonca pride na Luno in pred njim se je zelo težko zaščititi.

Hkrati je dejstvo, da bi morala Luna postati prvi korak za napredovanje človeka v vesolju, nesporno dejstvo, meni Zeleny Lev. Po njegovih besedah lahko Luna postane pretovorna baza za izstrelitve na druge planete sončnega sistema. Prav tako bo mogoče postaviti postajo zgodnjega opozarjanja na približevanje nevarnih vesoljskih objektov Zemlji: kometov in asteroidov, kar je glede na nedavne dogodke zelo pomembno. Najpomembnejša stvar pa je helij-3, morda vesoljsko gorivo prihodnosti. Težko je verjeti, toda temno siv prah, obdan s celotno površino Lune, je skladišče te edinstvene snovi.

Nafta in plin na planetu ne trajajo večno. Po mnenju številnih strokovnjakov bo človeštvo na teh virih živelo približno 40 let brez posebnih težav. Danes so jedrske elektrarne edina alternativa, vendar to zaradi sevanja ni tako varno. Hkrati je termonuklearna reakcija s helijem-3 okolju prijazna. Po mnenju znanstvenikov ni bilo izumljeno še nič boljšega in za to obstajata vsaj 2 razloga. Prvič, to je zelo učinkovito termonuklearno gorivo, drugič, kar je še bolj dragoceno, pa je okolju prijazno, ugotavlja Erik Galimov, direktor Inštituta za geokemijo in analitično kemijo po imenu V. I. V IN. Vernadskega.

Slika
Slika

Po ocenah Vladislava Ševčenka, vodje oddelka za lunine in planetarne raziskave na Državnem astronomskem inštitutu Moskovske državne univerze, bodo zaloge helija-3 na zemeljskem naravnem satelitu zadoščale za tisoče let. Po mnenju strokovnjakov je najmanjša količina helija-3 na Luni približno 500 tisoč ton, po bolj optimističnih ocenah je tam vsaj 10 milijonov ton. Med reakcijo termonuklearne fuzije, ko v reakcijo vstopi 0,67 tone devterija in 1 tono helija-3, se sprosti energija, kar je enako energiji zgorevanja 15 milijonov ton olja. Treba je opozoriti, da je trenutno še treba preučiti tehnično izvedljivost takšnih reakcij.

In pridobivanje te snovi na Luni ne bo enostavno. Čeprav se helij-3 nahaja v površinski plasti, je njegova koncentracija zelo nizka. Glavni problem v tem trenutku je realnost proizvodnje helija iz luninega regolita. Vsebnost helija-3, ki jo potrebuje energetska industrija, je približno 1 gram na 100 ton lunine zemlje. To pomeni, da je za ekstrakcijo 1 tone tega izotopa najmanj 100 milijonov.ton lunine zemlje.

V tem primeru bo treba helij-3 ločiti od nepotrebnega helija-4, katerega koncentracija v regolitu je tri tisočkrat večja. Po besedah Erika Galimova bo za ekstrakcijo 1 tone helija-3 na Luni potrebno, kot je navedeno zgoraj, predelati 100 milijonov ton lunine zemlje. Govorimo o odseku Lune s skupno površino približno 20 kvadratnih kilometrov, ki ga bo treba obdelati do globine 3 metrov! Hkrati bo sam postopek dobave 1 tone tega goriva Zemlji stal najmanj 100 milijonov dolarjev. Toda v resnici je tudi ta zelo velika količina le 1% stroškov energije, ki jo je mogoče v termonuklearni elektrarni črpati iz te surovine.

Slika
Slika

Po ocenah Ševčenka lahko stroški pridobivanja 1 tone helija-3 ob upoštevanju ustvarjanja vse potrebne infrastrukture za njegovo proizvodnjo in dostavo na Zemljo znašajo 1 milijardo dolarjev. Hkrati nas bo prevoz 25 ton helija-3 na Zemljo stal 25 milijard dolarjev, kar pa ni tako velika količina, glede na to, da takšna lestvica goriva zadošča, da bi Zemljani z energijo dobili celo leto. Koristi takega nosilca energije postanejo očitne, če izračunamo, da samo ZDA letno porabijo približno 40 milijard dolarjev za nosilce energije.

Po izračunih ameriškega astronavta Harrisona Schmitta uporaba helija-3 v kopenski energiji ob upoštevanju vseh stroškov dostave in proizvodnje postane dobičkonosna in komercialno izvedljiva, ko proizvodnja termonuklearne energije z uporabo te surovine presega zmogljivosti od 5 GW. Pravzaprav to kaže, da bo celo ena elektrarna, ki deluje na lunarno gorivo, dovolj, da bo dostava na Zemljo stroškovno učinkovita. Po Schmittovih ocenah bo znesek predhodnih stroškov že v fazi raziskave približno 15 milijard dolarjev.

Eno od možnih možnosti za pridobivanje helija-3 je predlagal Eric Galimov. Da bi organiziral ekstrakcijo izotopa z lunine površine, predlaga segrevanje regolita na 700 stopinj Celzija. Po tem se lahko utekočini in odstrani na površino. Z vidika sodobnih tehnologij so ti postopki precej preprosti in dobro znani. Ruski znanstvenik predlaga segrevanje surovin v posebnih "sončnih pečeh", ki bodo sončno svetlobo osredotočile na regolit z velikimi vbočenimi ogledali. V tem primeru bo iz lunine zemlje mogoče izvleči kisik, vodik in dušik, ki jih vsebuje. To pomeni, da bi lahko lunarna industrija proizvajala ne samo surovine za kopenski energetski kompleks, temveč tudi raketno gorivo za rakete, ki ga nosijo, pa tudi zrak in vodo za ljudi, ki delajo v lunarnih podjetjih. Trenutno se v ZDA ukvarjajo s podobnimi projekti.

Toda to ni vse, kar nam lahko dajo lunine prsti. Regolit vsebuje visoko vsebnost titana, ki bo dolgoročno pomagal vzpostaviti proizvodnjo elementov raketnih teles in industrijskih struktur neposredno na naravnem satelitu Zemlje. V tem primeru bodo na Luno morali dostaviti le visokotehnološke elemente raket, računalnikov in instrumentov. In to bi lahko odprlo drugo obetavno smer za celotno lunarno gospodarstvo - izgradnjo najbolj ekonomičnega vesoljskega letališča, znanstvene podlage za preučevanje celotnega sončnega sistema.

Priporočena: