O mână de sol, care a fost ridicată pe creasta craterului lunar Camelot, s-a strecurat dintr-o lingură obișnuită într-o pungă specială din teflon și, împreună cu echipa Apollo 17, s-a dus pe Pământ. În acea zi, 13 decembrie 1972, puțini și-ar fi putut imagina că un eșantion de sol lunar numărat 75501, precum și probe de sol livrate de Apollo 11 și o serie de alte expediții, inclusiv stația de cercetare sovietică Luna 16, vor servi drept argument greu pentru ca omenirea să decidă să se întoarcă pe Lună în secolul XXI. Realizarea acestui lucru a venit doar 30 de ani mai târziu, când tinerii oameni de știință de la Universitatea din Wisconsin au găsit un conținut semnificativ de heliu-3 într-un eșantion de sol lunar. Această substanță foarte interesantă este un izotop al cunoscutului gaz - heliu, care este folosit pentru a umple baloane colorate în timpul sărbătorilor.
Chiar înainte de URSS și misiunile lunare ale SUA, o mică cantitate de heliu-3 a fost găsită pe planeta noastră, atunci acest fapt era deja interesat de comunitatea științifică. Heliul-3, care are o structură intra-atomică unică, a promis perspective fantastice pentru oamenii de știință. Dacă reușim să folosim heliu-3 într-o reacție de fuziune nucleară, va fi posibil să obținem o cantitate colosală de electricitate fără a ne îneca în deșeurile radioactive periculoase care sunt produse la centralele nucleare, indiferent de dorința noastră. Extragerea heliului-3 pe Lună și livrarea ulterioară pe Pământ nu este o sarcină ușoară, dar în același timp, cei care se implică în această aventură pot deveni proprietarul unei recompense uimitoare. Heliul-3 este substanța care poate scăpa pentru totdeauna lumea de „dependența de droguri” - combustibilul fosil, acul de petrol.
Pe Pământ, heliul-3 lipsește fatal. O cantitate imensă de heliu își are originea în soare, dar o mică parte din el este heliu-3, iar cea mai mare parte este heliul-4 mult mai comun. În timp ce acești izotopi se mișcă ca parte a „vântului solar” către Pământ, ambii izotopi suferă modificări. Heliul-3, atât de prețios pentru pământeni, nu ajunge pe planeta noastră, deoarece este aruncat de câmpul magnetic al Pământului. În același timp, nu există câmp magnetic pe Lună și aici heliul-3 se poate acumula liber în stratul de suprafață al solului.
În zilele noastre, oamenii de știință consideră satelitul nostru natural nu numai ca un observator astronomic natural și o sursă de resurse energetice, ci și ca un viitor continent de rezervă pentru pământeni. Mai mult decât atât, tocmai sursa inepuizabilă de combustibil spațial este cea mai atractivă și mai promițătoare. Un nou continent posibil pentru pământeni este situat la o distanță de numai 380 de mii de kilometri de planeta noastră; în cazul unei catastrofe globale de pe Pământ, aici ar putea exista un adăpost pentru oameni. De pe Lună, puteți observa alte obiecte cerești fără prea multe interferențe, deoarece pe Pământ acest lucru este într-o oarecare măsură interferat cu atmosfera. Dar principalul este rezervele inepuizabile de energie, care, potrivit oamenilor de știință, ar fi de ajuns pentru omenire timp de 15.000 de ani. În plus, luna are rezerve de metale rare: titan, bariu, aluminiu, zirconiu și asta nu este tot, spun oamenii de știință. Astăzi omenirea se află abia la începutul drumului spre dezvoltarea Lunii.
În prezent, China, India, SUA, Rusia, Japonia - toate aceste state sunt în linie cu luna, iar aceste țări devin din ce în ce mai multe. Un alt val de interes pentru Lună a apărut la mijlocul anilor 90 ai secolului trecut. Apoi, în comunitatea științifică a apărut presupunerea că ar putea exista apă pe lună. Nu cu mult timp în urmă, sonda americană LRO cu dispozitivul Russian Lend a confirmat în cele din urmă acest lucru - într-adevăr există apă pe Lună (sub formă de gheață în fundul craterelor) și există o mulțime de ea (până la 600 de milioane de tone), iar acest lucru rezolvă multe probleme.
Prezența apei pe Lună este deosebit de valoroasă, deoarece poate rezolva un număr mare de probleme diferite care apar în timpul construcției bazelor lunare. Apa nu va trebui să fie livrată de pe Pământ, ea poate fi procesată direct la fața locului, spune Igor Mitrofanov, șeful laboratorului de spectroscopie gamma spațială de la IKI. Potrivit unor calcule, cu dorința și finanțarea corespunzătoare, omenirea s-ar putea așeza pe satelitul nostru natural în 15 ani. Mai mult, cel mai probabil, primii locuitori ai lunii ar fi trăit la polii săi lângă rezerve mari de apă descoperită.
Cu toate acestea, multe lucruri de pe Lună ar trebui să se obișnuiască într-un mod nou - chiar și cu un astfel de proces ca mersul pe jos. Este mult mai ușor să sari pe Lună, faptul că aici gravitația este de 6 ori mai mică decât pe Pământ, la un moment dat a fost convins de Neil Armstrong, când în urmă cu 40 de ani a pășit prima dată pe suprafața acestui corp ceresc. În același timp, principalul dușman al omului pe Lună este în prezent radiațiile, nu există atât de multe opțiuni pentru mântuire din care. Potrivit lui Lev Zeleny, directorul Institutului de Cercetări Spațiale al Academiei de Științe din Rusia, nu există câmp magnetic pe satelitul nostru natural. Toată radiația de la Soare ajunge pe Lună și este destul de dificil să te protejezi de ea.
În același timp, faptul că luna ar trebui să devină primul pas pentru progresul uman în spațiu este un fapt incontestabil, crede Zeleny Lev. Potrivit acestuia, Luna poate deveni o bază de transbordare pentru lansări către alte planete ale sistemului solar. De asemenea, va fi posibilă amplasarea unei stații de avertizare timpurie despre apropierea de obiecte spațiale periculoase către Pământ: comete și asteroizi, ceea ce este destul de important în lumina evenimentelor recente. Cel mai important lucru este însă heliul-3, posibil combustibilul spațial al viitorului. Este greu de crezut, dar praful de culoare gri închis, care este căptușit cu întreaga suprafață a Lunii, este un depozit al acestei substanțe unice.
Petrolul și gazul de pe planetă nu durează pentru totdeauna. Potrivit unui număr de experți, omenirea va trăi din aceste resurse timp de aproximativ 40 de ani fără probleme speciale. Astăzi, centralele nucleare sunt singura alternativă, dar acest lucru nu este atât de sigur din cauza radiațiilor. În același timp, o reacție termonucleară care implică heliu-3 este ecologică. Potrivit oamenilor de știință, nimic mai bun nu a fost încă inventat și există cel puțin 2 motive pentru aceasta. În primul rând, este un combustibil termonuclear foarte eficient, iar în al doilea rând, care este și mai valoros, este ecologic, notează Erik Galimov, directorul Institutului de Geochimie și Chimie Analitică numit după V. I. IN SI. Vernadsky.
Potrivit estimărilor lui Vladislav Șevcenko, șeful departamentului de cercetare lunară și planetară de la Institutul Astronomic de Stat al Universității de Stat din Moscova, rezervele de heliu-3 de pe satelitul natural al Pământului vor fi suficiente de mii de ani. Potrivit experților, volumul minim de heliu-3 pe Lună este de aproximativ 500 de mii de tone, conform estimărilor mai optimiste, este de cel puțin 10 milioane de tone acolo. În timpul reacției de fuziune termonucleară, când intră în reacție 0,67 tone de deuteriu și 1 tonă de heliu-3, se eliberează energie, care este echivalentă cu energia de ardere a 15 milioane de tone de petrol. Trebuie remarcat faptul că în prezent este încă necesar să se studieze fezabilitatea tehnică a realizării unor astfel de reacții.
Iar extragerea acestei substanțe pe Lună nu va fi ușoară. Deși heliul-3 este situat în stratul de suprafață, concentrația sa este foarte scăzută. Principala problemă în acest moment este realitatea producției de heliu din regolitul lunar. Conținutul de heliu-3 cerut de industria energetică este de aproximativ 1 gram la 100 de tone de sol lunar. Aceasta înseamnă că pentru extragerea a 1 tonă din acest izotop, cel puțin 100 mln.tone de sol lunar.
În acest caz, heliul-3 va trebui să fie separat de heliul-4 inutil, a cărui concentrație în regolit este de 3 mii de ori mai mare. Potrivit lui Erik Galimov, pentru a extrage 1 tonă de heliu-3 pe Lună, va fi necesar, așa cum am menționat mai sus, să procesăm 100 de milioane de tone de sol lunar. Vorbim despre o secțiune a Lunii cu o suprafață totală de aproximativ 20 de kilometri pătrați, care va trebui procesată la o adâncime de 3 metri! În același timp, chiar procedura de livrare a unei tone de acest combustibil pe Pământ va costa cel puțin 100 de milioane de dolari. De fapt, chiar și această cantitate foarte mare reprezintă doar 1% din costul energiei care poate fi extrasă la o centrală termonucleară din această materie primă.
Potrivit estimărilor lui Șevcenko, costul extragerii a 1 tonă de heliu-3, luând în considerare crearea tuturor infrastructurilor necesare pentru producția și livrarea pe Pământ, se poate ridica la 1 miliard de dolari. În același timp, transportul a 25 de tone de heliu-3 pe Pământ ne va costa 25 de miliarde de dolari, ceea ce nu este o cantitate atât de mare, având în vedere că o astfel de scară de combustibil este suficientă pentru a furniza pământenilor energie pentru un an întreg. Beneficiile unui astfel de purtător de energie devin evidente dacă calculăm că numai Statele Unite cheltuiesc anual aproximativ 40 de miliarde de dolari pentru transportatorii de energie.
Conform calculelor făcute de astronautul american Harrison Schmitt, utilizarea heliului-3 în energia terestră, luând în considerare toate costurile de livrare și producție, devine profitabilă și viabilă din punct de vedere comercial atunci când producția de energie termonucleară folosind această materie primă depășește capacitatea de 5 GW. De fapt, acest lucru sugerează că chiar și o centrală electrică care funcționează cu combustibil lunar va fi suficientă pentru a face livrarea către Pământ rentabilă. Conform estimărilor lui Schmitt, valoarea costurilor preliminare chiar și în etapa de cercetare va fi de aproximativ 15 miliarde de dolari.
Una dintre opțiunile posibile pentru extracția heliului-3 a fost propusă de Eric Galimov. Pentru a organiza extragerea izotopului de pe suprafața lunară, el propune încălzirea regolitului la 700 de grade Celsius. După aceea, poate fi lichefiat și scos la suprafață. Din punctul de vedere al tehnologiilor moderne, aceste proceduri sunt destul de simple și bine cunoscute. Omul de știință rus propune încălzirea materiilor prime în „cuptoare solare” speciale, care vor concentra lumina soarelui pe regolit folosind oglinzi mari concavă. În acest caz, din solul lunar va fi posibil să se extragă oxigenul, hidrogenul și azotul conținut în el. Aceasta înseamnă că industria lunară ar putea produce nu numai materii prime pentru complexul energetic terestru, ci și combustibil pentru rachete pentru rachetele care îl transportă, precum și aer și apă pentru persoanele care lucrează la întreprinderile lunare. În prezent, se lucrează la proiecte similare în Statele Unite.
Dar nu numai asta ne poate oferi solul lunar. Regolitul conține un conținut ridicat de titan, care pe termen lung va contribui la stabilirea producției de elemente ale corpurilor de rachete și structurilor industriale direct pe satelitul natural al Pământului. În acest caz, numai elementele de înaltă tehnologie ale rachetelor, computerelor și instrumentelor vor trebui livrate pe Lună. Și acest lucru ar putea deschide o a doua direcție promițătoare pentru întreaga economie lunară - construirea celui mai economic spațiu spațial, o bază științifică pentru studiul întregului sistem solar.
