Kourallinen maaperää, joka otettiin kuun kraatterin Camelotin harjalle, liukui tavallisesta kauhasta erityiseen teflonpussiin ja meni yhdessä Apollo 17 -tiimin kanssa maan päälle. Sinä päivänä, 13. joulukuuta 1972, harvat olisivat voineet kuvitella, että näyte kuun maaperästä numeroitu 75501, samoin kuin Apollo 11: n ja useiden muiden tutkimusmatkojen, mukaan lukien Neuvostoliiton tutkimusasema Luna 16, toimittamat maaperänäytteet. painava argumentti ihmiskunnalle päättää palata kuuhun 21. vuosisadalla. Tämä havaittiin vasta 30 vuotta myöhemmin, kun nuoret tutkijat Wisconsinin yliopistosta löysivät merkittävän helium-3-pitoisuuden kuun maaperän näytteestä. Tämä erittäin mielenkiintoinen aine on tunnetun kaasun - heliumin - isotooppi, jota käytetään värikkäiden ilmapallojen täyttämiseen lomien aikana.
Jo ennen Neuvostoliittoa ja Yhdysvaltojen kuunoperaatioita planeetallamme havaittiin pieni määrä helium-3: ta, sitten tämä tosiasia oli jo kiinnostunut tiedeyhteisöstä. Helium-3, jolla on ainutlaatuinen atomin sisäinen rakenne, lupasi tutkijoille fantastisia näkymiä. Jos onnistumme käyttämään helium-3: ta ydinfuusioreaktiossa, on mahdollista saada valtava määrä sähköä hukkumatta ydinvoimalaitoksissa syntyvään vaaralliseen radioaktiiviseen jätteeseen halustamme riippumatta. Helium-3: n uuttaminen Kuuhun ja sen seuraava toimitus Maalle ei ole helppo tehtävä, mutta samaan aikaan seikkailuun osallistuvista voi tulla upean palkinnon omistaja. Helium -3 on aine, joka voi ikuisesti päästä eroon maailmasta "huumeriippuvuudesta" - fossiilisesta polttoaineesta, öljyn neulastä.
Maasta helium-3 puuttuu kohtalokkaasti. Valtava määrä heliumia on peräisin auringosta, mutta pieni osa siitä on helium-3, ja suurin osa on paljon yleisempi helium-4. Vaikka nämä isotoopit liikkuvat osana "aurinkotuulta" kohti Maata, molemmat isotoopit muuttuvat. Helium-3, niin kallisarvoinen maapallon asukkaille, ei saavuta planeettamme, koska se heitetään pois maapallon magneettikentältä. Samaan aikaan Kuussa ei ole magneettikenttää, ja täällä helium-3 voi kertyä vapaasti maaperän pintakerrokseen.
Nykyään tiedemiehet pitävät luonnollista satelliittiamme paitsi tähtitieteellisen luonnon observatoriona ja energiaresurssien lähteenä, myös maapallon tulevana varaosana. Lisäksi juuri ehtymätön avaruuspolttoaineen lähde on houkuttelevin ja lupaavin. Uusi mahdollinen maanosa maapallon asukkaille sijaitsee vain 380 tuhannen kilometrin päässä planeetastamme; jos maapallolla tapahtuu jokin maailmanlaajuinen katastrofi, täällä voi olla suojaa ihmisille. Kuusta voit tarkkailla muita taivaankappaleita ilman suurta häiriötä, koska maan päällä ilmakehä häiritsee sitä jossain määrin. Mutta tärkeintä on ehtymättömät energiavarat, jotka tutkijoiden mukaan riittäisivät ihmiskunnalle 15 000 vuodeksi. Lisäksi kuussa on harvinaisten metallien varantoja: titaani, barium, alumiini, zirkonium, ja se ei ole kaikki, tutkijat sanovat. Nykyään ihmiskunta on vasta kuun kehityspolun alussa.
Tällä hetkellä Kiina, Intia, USA, Venäjä, Japani - kaikki nämä valtiot ovat linjassa kuun kanssa, ja näistä maista tulee yhä enemmän. Toinen kiinnostus kuuhun nousi 90-luvun puolivälissä viime vuosisadalla. Sitten tiedeyhteisössä syntyi oletus, että kuussa saattaa olla vettä. Ei niin kauan sitten, amerikkalainen LRO -luotain venäläisellä Lend -laitteella vahvisti lopulta tämän - Kuussa on todella vettä (jään muodossa kraatterien pohjassa) ja sitä on paljon (jopa 600 miljoonaa tonnia)), ja tämä ratkaisee monia ongelmia.
Veden läsnäolo Kuulla on erityisen arvokasta, koska se voi ratkaista suuren määrän erilaisia ongelmia, jotka syntyvät kuutukikohtien rakentamisen aikana. Vettä ei tarvitse toimittaa maapallolta, vaan se voidaan käsitellä suoraan paikan päällä, sanoo Igorin Mitrofanov, IKI: n avaruus gammaspektroskopian laboratorion johtaja. Joidenkin laskelmien mukaan ihmiskunta voisi sopivalla halulla ja rahoituksella asettua luonnolliselle satelliitillemme 15 vuodessa. Lisäksi todennäköisimmin kuun ensimmäiset asukkaat olisivat asuneet napoillaan lähellä suuria löydettyjä vesivarantoja.
Kuitenkin moniin asioihin kuussa pitäisi tottua uudella tavalla - jopa sellaiseen prosessiin kuin kävely. On paljon helpompaa hypätä Kuuhun, tosiasia, että painovoima on täällä 6 kertaa pienempi kuin maan päällä, Neil Armstrong vakuutti aikoinaan, kun hän 40 vuotta sitten astui ensimmäisen kerran tämän taivaankappaleen pinnalle. Samaan aikaan ihmisen tärkein vihollinen kuussa on tällä hetkellä säteily, pelastumisvaihtoehtoja ei ole niin paljon. Venäjän tiedeakatemian avaruustutkimuslaitoksen johtajan Lev Zelenyn mukaan luonnollisessa satelliitissamme ei ole magneettikenttää. Kaikki auringon säteily pääsee Kuuhun ja on melko vaikeaa suojautua siltä.
Samaan aikaan se, että kuusta tulisi ensimmäinen askel ihmisen kehitykselle avaruudessa, on kiistaton tosiasia, Zeleny Lev uskoo. Hänen mukaansa Kuusta voi tulla jälleenlaivaustukikohta laukaisulle muille aurinkokunnan planeetoille. On myös mahdollista sijoittaa varhaisvaroitusasema vaarallisten avaruusobjektien lähestymisestä maapallolle: komeettoja ja asteroideja, mikä on varsin tärkeää viimeaikaisten tapahtumien valossa. Tärkein asia on kuitenkin helium-3, mahdollisesti tulevaisuuden avaruuspolttoaine. On vaikea uskoa, mutta tummanharmaa pöly, joka on vuorattu koko kuun pinnalla, on tämän ainutlaatuisen aineen varasto.
Öljy ja kaasu planeetalla eivät kestä ikuisesti. Useiden asiantuntijoiden mukaan ihmiskunta elää näistä resursseista noin 40 vuotta ilman erityisiä ongelmia. Nykyään ydinvoimalat ovat ainoa vaihtoehto, mutta tämä ei ole säteilyn vuoksi niin turvallista. Samaan aikaan helium-3: n sisältävä lämpöydinreaktio on ympäristöystävällinen. Tutkijoiden mukaan mitään parempaa ei ole vielä keksitty, ja tähän on ainakin kaksi syytä. Ensinnäkin se on erittäin tehokas lämpöydinpolttoaine, ja toiseksi, mikä on vielä arvokkaampaa, se on ympäristöystävällistä, toteaa Erik Galimov, geokemian ja analyyttisen kemian instituutin johtaja V. I. IN JA. Vernadsky.
Moskovan valtionyliopiston valtion tähtitieteellisen instituutin kuu- ja planeetatutkimuksen osaston johtajan Vladislav Ševtšenkon arvioiden mukaan maapallon luonnollisen satelliitin helium-3-varat riittävät tuhansiksi vuosiksi. Asiantuntijoiden mukaan helium-3: n vähimmäismäärä Kuussa on noin 500 tuhatta tonnia, optimistisempien arvioiden mukaan se on siellä vähintään 10 miljoonaa tonnia. Lämpöydinfuusion reaktion aikana, kun reaktioon tulee 0,67 tonnia deuteriumia ja 1 tonni helium-3, vapautuu energiaa, joka vastaa 15 miljoonan tonnin polttoenergiaa. On huomattava, että tällä hetkellä on vielä tarpeen tutkia tällaisten reaktioiden toteuttamisen teknistä toteutettavuutta.
Ja tämän aineen uuttaminen kuussa ei ole helppoa. Vaikka helium-3 sijaitsee pintakerroksessa, sen pitoisuus on hyvin alhainen. Suurin ongelma tässä vaiheessa on kuun regoliitin heliumin tuotannon todellisuus. Energia-alan vaatima helium-3-pitoisuus on noin 1 gramma 100 tonnia kuun maaperää kohti. Tämä tarkoittaa, että 1 tonnin tämän isotoopin louhintaan tarvitaan vähintään 100 miljoonaa.tonnia kuun maaperää.
Tässä tapauksessa helium-3 on erotettava tarpeettomasta helium-4: stä, jonka pitoisuus regoliitissa on 3 tuhatta kertaa suurempi. Erik Galimovin mukaan 1 tonnin helium-3: n uuttamiseksi kuuhun on tarpeen, kuten edellä mainittiin, käsitellä 100 miljoonaa tonnia kuun maaperää. Puhumme Kuun osasta, jonka kokonaispinta -ala on noin 20 neliökilometriä ja joka on käsiteltävä 3 metrin syvyyteen! Samaan aikaan itse menettely yhden tonnin tämän polttoaineen toimittamiseksi Maalle maksaa vähintään 100 miljoonaa dollaria. Mutta itse asiassa jopa tämä erittäin suuri määrä on vain 1% energiakustannuksista, jotka voidaan saada ydinvoimalaitoksesta tästä raaka -aineesta.
Ševtšenkon arvioiden mukaan 1 tonnin helium-3: n louhintakustannukset, ottaen huomioon kaiken tarvittavan infrastruktuurin luominen sen tuottamiseksi ja toimittamiseksi maapallolle, voivat olla miljardi dollaria. Samaan aikaan 25 tonnin helium-3: n kuljettaminen maapallolle maksaa meille 25 miljardia dollaria, mikä ei ole niin suuri määrä, kun otetaan huomioon, että tällainen polttoainemäärä riittää antamaan maapallolle energiaa koko vuodeksi. Tällaisen energialähteen hyödyt tulevat ilmeisiksi, jos laskemme, että Yhdysvallat yksin käyttää vuosittain noin 40 miljardia dollaria energiakantajiin.
Amerikkalaisen astronautin Harrison Schmittin tekemien laskelmien mukaan helium-3: n käyttö maanpäällisessä energiassa, ottaen huomioon kaikki toimitus- ja tuotantokustannukset, tulee kannattavaksi ja kaupallisesti kannattavaksi, kun tätä raaka-ainetta käyttävä ydinvoiman tuotanto ylittää kapasiteetin 5 GW. Itse asiassa tämä viittaa siihen, että jopa yksi kuun polttoaineella toimiva voimalaitos riittää toimittamaan Maalle kustannustehokkaasti. Schmittin arvioiden mukaan alustavat kustannukset ovat jopa tutkimusvaiheessa noin 15 miljardia dollaria.
Erään mahdollisen vaihtoehdon helium-3: n uuttamiseksi ehdotti Eric Galimov. Järjestääkseen isotoopin poistamisen kuun pinnalta hän ehdottaa regolitin lämmittämistä 700 asteeseen. Sen jälkeen se voidaan nesteyttää ja poistaa pintaan. Nykyaikaisen tekniikan kannalta nämä menettelyt ovat melko yksinkertaisia ja tunnettuja. Venäläinen tiedemies ehdottaa raaka -aineiden lämmittämistä erityisissä "aurinko -uuneissa", jotka keskittävät auringonvalon regoliittiin suuret koverat peilit. Tällöin kuun maaperästä on mahdollista poistaa sen sisältämää happea, vetyä ja typpeä. Tämä tarkoittaa, että kuuteollisuus voisi tuottaa paitsi raaka -aineita maanpäälliseen energiakompleksiin, myös rakettipolttoainetta sitä kuljettaville raketteille sekä ilmaa ja vettä kuuyrityksissä työskenteleville. Vastaavia hankkeita valmistellaan parhaillaan Yhdysvalloissa.
Mutta tämä ei ole kaikki, mitä kuun maaperä voi antaa meille. Regoliitti sisältää runsaasti titaania, mikä auttaa pitkällä aikavälillä rakentamaan rakettirunkojen ja teollisuusrakenteiden elementtien tuotannon suoraan maapallon luonnolliselle satelliitille. Tässä tapauksessa vain rakettien, tietokoneiden ja instrumenttien korkean teknologian elementit on toimitettava kuuhun. Ja tämä voisi avata toisen lupaavan suunnan koko kuutaloudelle - taloudellisimman avaruusportin rakentamisen, tieteellisen perustan koko aurinkokunnan tutkimukselle.
