'N Handvol grond wat op die kruin van die maankrater Camelot opgetel is, het van 'n gewone skep in 'n spesiale Teflon -sak gegooi en saam met die Apollo 17 -span aarde toe gegaan. Op daardie dag, 13 Desember 1972, sou min kon dink dat 'n monster maangrond 75501, sowel as grondmonsters wat deur Apollo 11 gelewer is en 'n aantal ander ekspedisies, insluitend die Sowjet -navorsingstasie Luna 16, sal dien as 'n gewigtige argument dat die mensdom in die 21ste eeu sou besluit om na die maan terug te keer. Dit het eers 30 jaar later tot stand gekom, toe jong wetenskaplikes van die Universiteit van Wisconsin 'n beduidende inhoud van helium-3 in 'n steekproef van maangrond gevind het. Hierdie baie interessante stof is 'n isotoop van die bekende gas - helium, wat tydens die vakansie gebruik word om kleurvolle ballonne te vul.
Selfs voor die USSR en die maanopdragte in die VSA, is 'n klein hoeveelheid helium-3 op ons planeet gevind, dan was hierdie feit reeds geïnteresseerd in die wetenskaplike gemeenskap. Helium-3, wat 'n unieke intra-atoomstruktuur het, beloof fantastiese vooruitsigte vir wetenskaplikes. As ons daarin slaag om helium-3 in 'n kernfusiereaksie te gebruik, is dit moontlik om 'n kolossale hoeveelheid elektrisiteit te kry sonder om gevaarlike radioaktiewe afval te verdrink wat by kernkragaanlegte geproduseer word, ongeag ons begeerte. Die ontginning van helium-3 op die maan en die daaropvolgende aflewering daarvan op die aarde is nie 'n maklike taak nie, maar terselfdertyd kan diegene wat by hierdie avontuur betrokke raak, die eienaar word van 'n wonderlike beloning. Helium -3 is die stof wat die wêreld vir ewig van 'dwelmverslawing' kan bevry - fossielbrandstof, olie -naald.
Op aarde ontbreek helium-3 noodlottig. 'N Groot hoeveelheid helium kom uit die son, maar 'n klein fraksie daarvan is helium-3, en die grootste deel is die veel meer algemene helium-4. Terwyl hierdie isotope as deel van die "sonwind" na die aarde beweeg, ondergaan beide isotope veranderinge. Helium-3, so kosbaar vir aardbewoners, bereik nie ons planeet nie, aangesien dit deur die aarde se magnetiese veld weggegooi word. Terselfdertyd is daar geen magnetiese veld op die maan nie, en hier kan helium-3 vrylik ophoop in die oppervlaklaag van die grond.
Deesdae beskou wetenskaplikes ons natuurlike satelliet nie net as 'n natuurlike sterrekundige sterrewag en 'n bron van energiebronne nie, maar ook as 'n toekomstige vrye kontinent vir aardbewoners. Boonop is dit juis die onuitputlike bron van ruimtebrandstof wat die aantreklikste en belowendste is. 'N Nuwe moontlike kontinent vir aardbewoners is op 'n afstand van slegs 380 duisend kilometer van ons planeet af geleë; in geval van 'n wêreldwye katastrofe op aarde, kan daar heel moontlik 'n skuiling vir mense hier wees. Vanaf die maan kan u ander hemelliggame sonder veel inmenging waarneem, aangesien dit op aarde tot 'n mate deur die atmosfeer belemmer word. Maar die belangrikste ding is die onuitputlike reserwes van energie, wat volgens wetenskaplikes 15 000 jaar lank vir die mensdom sou wees. Daarbenewens het die maan reserwes van skaars metale: titaan, barium, aluminium, sirkonium, en dit is nie al nie, sê wetenskaplikes. Vandag is die mensdom slegs aan die begin van die pad na die ontwikkeling van die maan.
Tans is China, Indië, die VSA, Rusland, Japan - al hierdie state is in lyn met die maan, en hierdie lande word meer en meer. Nog 'n toename in belangstelling in die maan het ontstaan in die middel van die 90's van die vorige eeu. In die wetenskaplike gemeenskap ontstaan die aanname dat daar water op die maan kan wees. Nie so lank gelede nie, het die Amerikaanse LRO -sonde met die Russian Lend -toestel dit uiteindelik bevestig - daar is werklik water op die maan (in die vorm van ys onderaan die kraters) en daar is baie (tot 600 miljoen ton)), en dit los baie probleme op.
Die teenwoordigheid van water op die maan is veral waardevol, aangesien dit 'n groot aantal verskillende probleme wat tydens die konstruksie van maanbasisse ontstaan, kan oplos. Die water hoef nie van die aarde af gelewer te word nie, dit kan direk op die terrein verwerk word, sê Igor Mitrofanov, hoof van die ruimte -gammaspektroskopielaboratorium by IKI. Volgens sommige berekeninge, met die regte begeerte en befondsing, kan die mensdom binne 15 jaar op ons natuurlike satelliet vestig. Boonop sou die eerste bewoners van die maan waarskynlik by sy pole naby groot reserwes van ontdekte water gewoon het.
Baie dinge op die maan sal egter op 'n nuwe manier gewoond moet raak - selfs aan so 'n proses soos stap. Dit is baie makliker om op die maan te spring, die feit dat die swaartekrag hier 6 keer minder is as op die aarde, was Neil Armstrong op 'n keer oortuig, toe hy 40 jaar gelede die eerste keer op die oppervlak van hierdie hemelliggaam getrap het. Terselfdertyd is die belangrikste vyand van die mens op die maan tans bestraling, daar is nie soveel opsies vir redding nie. Volgens Lev Zeleny, direkteur van die Space Research Institute van die Russian Academy of Sciences, is daar geen magnetiese veld op ons natuurlike satelliet nie. Al die straling van die son kom na die maan en dit is redelik moeilik om uself daarteen te beskerm.
Terselfdertyd is die feit dat die maan die eerste stap vir menslike vooruitgang in die ruimte moet word, 'n onbetwisbare feit, meen Zeleny Lev. Volgens hom kan die maan 'n oorladingsbasis word vir lanserings na ander planete van die sonnestelsel. Dit sal ook moontlik wees om 'n vroeë waarskuwingstasie te plaas oor die nadering van gevaarlike ruimtevoorwerpe na die aarde: komete en asteroïdes, wat baie belangrik is in die lig van onlangse gebeure. Die belangrikste is egter helium-3, moontlik die ruimtebrandstof van die toekoms. Dit is moeilik om te glo, maar die donkergrys stof, wat oor die hele maanoppervlak gevoer is, is 'n opbergplek van hierdie unieke stof.
Olie en gas op die planeet duur nie vir ewig nie. Volgens 'n aantal kundiges sal die mensdom ongeveer 40 jaar lank sonder spesiale probleme van hierdie hulpbronne lewe. Vandag is kernkragaanlegte die enigste alternatief, maar dit is nie so veilig as gevolg van bestraling nie. Terselfdertyd is 'n termonukleêre reaksie met helium-3 omgewingsvriendelik. Volgens wetenskaplikes is nog niks beters uitgevind nie en daar is ten minste 2 redes hiervoor. Eerstens is dit 'n baie effektiewe termonukleêre brandstof, en tweedens, wat nog meer waardevol is, is dit omgewingsvriendelik, sê Erik Galimov, direkteur van die Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry vernoem na V. I. IN EN. Vernadsky.
Volgens die ramings van Vladislav Shevchenko, hoof van die departement van maan- en planeetnavorsing by die Staats Astronomiese Instituut van die Staatsuniversiteit van Moskou, sal die reserwes van helium-3 op die Aarde se natuurlike satelliet genoeg wees vir duisende jare. Volgens kenners is die minimum volume helium-3 op die maan ongeveer 500 duisend ton, volgens meer optimistiese ramings is dit minstens 10 miljoen ton daar. Tydens die reaksie van termonukleêre samesmelting, wanneer 0,67 ton deuterium en 1 ton helium-3 die reaksie binnedring, word energie vrygestel, wat gelykstaande is aan die verbrandingsenergie van 15 miljoen ton olie. Daar moet op gelet word dat dit tans nog steeds nodig is om die tegniese uitvoerbaarheid van sulke reaksies te ondersoek.
En die ekstraksie van hierdie stof op die maan sal nie maklik wees nie. Alhoewel helium-3 in die oppervlaklaag geleë is, is die konsentrasie daarvan baie laag. Die grootste probleem op hierdie tydstip is die realiteit van heliumproduksie deur die maanregoliet. Die inhoud van helium-3 wat deur die kragbedryf benodig word, is ongeveer 1 gram per 100 ton maangrond. Dit beteken dat ten minste 100 mln vir die ekstraksie van 1 ton van hierdie isotoop.ton maangrond.
In hierdie geval sal helium-3 van onnodige helium-4 geskei moet word, waarvan die konsentrasie in die regoliet 3 duisend keer hoër is. Volgens Erik Galimov, om 1 ton helium-3 op die maan te onttrek, sal dit nodig wees, soos hierbo genoem, 100 miljoen ton maangrond te verwerk. Ons praat van 'n gedeelte van die maan met 'n totale oppervlakte van ongeveer 20 vierkante kilometer, wat tot 'n diepte van 3 meter verwerk moet word! Terselfdertyd kos die proses om 1 ton van hierdie brandstof aan die aarde te lewer minstens $ 100 miljoen. Maar eintlik is selfs hierdie baie groot hoeveelheid slegs 1% van die energiekoste wat by 'n termonukleêre kragsentrale uit hierdie grondstof onttrek kan word.
Volgens Shevchenko se ramings kan die koste van die onttrekking van 1 ton helium-3, met inagneming van die skepping van al die nodige infrastruktuur vir die produksie en aflewering daarvan aan die aarde, $ 1 miljard beloop. Terselfdertyd sal die vervoer van 25 ton helium-3 na die aarde ons $ 25 miljard kos, wat nie so groot is nie, aangesien so 'n skaal brandstof genoeg is om aardbewoners 'n hele jaar lank van energie te voorsien. Die voordele van so 'n energiedraer word duidelik as ons bereken dat die Verenigde State alleen jaarliks ongeveer $ 40 miljard aan energiedraers bestee.
Volgens berekeninge wat deur die Amerikaanse ruimtevaarder Harrison Schmitt gemaak is, word die gebruik van helium-3 in terrestriële energie, met inagneming van al die koste van aflewering en produksie, winsgewend en kommersieel lewensvatbaar wanneer die produksie van termonukleêre energie met behulp van hierdie grondstof die kapasiteit oorskry van 5 GW. Dit dui eintlik daarop dat selfs 1 kragstasie wat op maanbrandstof werk, genoeg sal wees om aflewering aan die aarde koste-effektief te maak. Volgens Schmitt se ramings sal die voorlopige koste, selfs in die navorsingsfase, ongeveer $ 15 miljard beloop.
Een van die moontlike opsies vir die ekstraksie van helium-3 is deur Eric Galimov voorgestel. Om die ekstraksie van die isotoop van die maanoppervlak te organiseer, stel hy voor om die regoliet tot 700 grade Celsius te verhit. Daarna kan dit vloeibaar gemaak word en na die oppervlak verwyder word. Vanuit die oogpunt van moderne tegnologie is hierdie prosedures redelik eenvoudig en bekend. Die Russiese wetenskaplike stel voor om grondstowwe in spesiale 'son -oonde' te verhit, wat sonlig op die regoliet sal toespits met groot konkawe spieëls. In hierdie geval is dit moontlik om suurstof, waterstof en stikstof uit die maangrond te onttrek. Dit beteken dat die maanbedryf nie net grondstowwe vir die aardse energiekompleks kan produseer nie, maar ook vuurpylbrandstof vir die vuurpyle wat dit vervoer, sowel as lug en water vir mense wat by die maanondernemings werk. Soortgelyke projekte word tans in die Verenigde State gewerk.
Maar dit is nie al wat die maangrond ons kan gee nie. Die regoliet bevat 'n hoë inhoud van titaan, wat op lang termyn sal help om die produksie van elemente van vuurpylliggame en industriële strukture direk op die natuurlike satelliet van die aarde te vestig. In hierdie geval sal slegs hoëtegnologie-elemente van vuurpyle, rekenaars en instrumente aan die maan afgelewer moet word. En dit kan 'n tweede belowende rigting vir die hele maanekonomie oopmaak - die bou van die mees ekonomiese ruimtehawe, 'n wetenskaplike basis vir die studie van die hele sonnestelsel.