Ay Hazinesi - Helyum-3
19: 06 08 Nisan
Camelot ay kraterinin tepesinde toplanan bir avuç toprak her zamanki kepçeyi özel bir teflon torbasına attı ve Apollo 17 ekibi ile Dünya'ya gitti. O gün, Aralık 13'in 1972'unda, çok az bir ay toprağı örneğinin 75501 olarak numaralandırıldığını, Appolon 11 ve Luna 16 Sovyet araştırma istasyonu da dahil olmak üzere bir dizi başka keşif gezisinin sayılabileceğini hayal edebilirdik. insanlığın 21. yüzyılda aya geri dönmesi için ağır bir argüman görevi görecek. Bunun farkındalığı ancak 30 yıllarından sonraydı, Wisconsin Üniversitesi'nden genç bilim adamlarının bir ay toprağı örneğinde, önemli helyum içeriği-3 buldukları zaman geldi. Bu çok ilginç madde, bayramlarda renkli balonlarla dolu, iyi bilinen bir gaz olan helyumun bir izotopudur.
SSCB ve ABD'nin ay misyonlarından önce bile, gezegenimizde az miktarda helyum-3 bulundu, sonra bu gerçek bilimsel topluluğa ilgi gösterdi. Helyum-3, benzersiz atom içi yapısı ile bilim insanlarına müthiş umutlar vaat etti. Helyum-3 bir nükleer füzyon reaksiyonunda kullanılabilirse, isteğimiz ne olursa olsun nükleer santrallerde üretilen tehlikeli radyoaktif atıklara batmadan muazzam miktarda elektrik elde etmek mümkün olacaktır. Ay'a helyum-3'in çıkarılması ve Dünya'ya sonradan gönderilmesi kolay bir iş değildir, ama aynı zamanda, bu maceraya karışanlar çarpıcı bir ödülün sahibi olabilirler. Helyum-3, "uyuşturucu bağımlılığı" dünyasını kalıcı olarak atlatabilecek bir maddedir - fosil yakıtlar, bir yağ iğnesi.
Dünya'da helyum-3 ölümcül derecede kısadır. Güneş'ten büyük miktarda helyum kaynaklanır, ancak bunun küçük bir kısmı helyum-3'tir ve bunun büyük kısmı daha yaygın olan helyum-4'tir. Bu izotoplar “güneş rüzgarının” bir parçası olarak Dünyaya doğru hareket ettiği sürece, her iki izotop da değişime uğrar. Yeryüzü için çok değerli olan helyum-3, Dünya'nın manyetik alanı tarafından atıldığından gezegenimize ulaşmıyor. Aynı zamanda, ayda manyetik alan yoktur ve burada helyum-3 toprağın yüzey tabakasında serbestçe birikebilir.
Günümüzde, bilim insanları doğal uydumuzu yalnızca doğal bir astronomik gözlemevi ve enerji kaynağı olarak değil aynı zamanda topraklama için gelecekteki bir rezerv kıtası olarak görüyorlar. Aynı zamanda, en çekici ve gelecek vaat eden tükenmez uzay yakıtı kaynağıdır. Yeryüzü kuşları için olası yeni bir kıta gezegenimizden sadece binlerce kilometre uzakta, Dünya üzerindeki bir tür küresel felaketle insanlar için bir sığınak olabilir. Aydan, herhangi bir engel olmadan, diğer gök cisimleri gözlemlenebilir, bu nedenle Dünya'da bu, bir dereceye kadar atmosfer tarafından engellenir. Fakat asıl mesele, bilim adamlarına göre, 380 15 yıl boyunca insanlık için yeterli olacak olan tükenmez enerji rezervleri. Ayrıca, ayda nadir metal stokları var: titanyum, baryum, alüminyum, zirkonyum ve hepsi bu kadar değil, bilim adamları söylüyor. Bugün insanlık, ayın keşfi yolunun yalnızca başlangıcındadır.
Şu anda, Çin, Hindistan, ABD, Rusya, Japonya - tüm bu ülkeler Ay için sıraya giriyor ve bu ülkeler gittikçe daha fazla hale geliyor. Aydaki bir başka ilgi dalgası geçen yüzyılın 90'lerinin ortasında başladı. Daha sonra, bilimsel toplulukta, ayda su olabileceği varsayımı vardı. Çok uzun zaman önce, Rus Lend cihazıyla Amerikan LRO sondası nihayet doğrulandı - Ay'da gerçekten su var (kraterlerin dibinde buz şeklinde) ve burada bir sürü (600 milyon tona kadar) var ve bu birçok sorunu çözüyor.
Aydaki suyun varlığı, ay üsleri inşa edilirken ortaya çıkacak çok sayıda farklı sorunu çözebileceği için özellikle değerlidir. Suyun Dünya'dan temin edilmesi gerekmeyecek, doğrudan yerinde işlenebilir, İKİ'deki uzay gama spektroskopisi laboratuvarının başkanı Igor Mitrofanov'a not verir. Bazı hesaplamalara göre, arzu ve finansmanla, insanlık zaten 15 yıllarında doğal uydumuz üzerine yerleşmiş olabilirdi. Bu durumda, muhtemelen Ay'ın ilk sakinleri, tespit edilen büyük su stoklarının yakınında kutuplarında yaşayacaklardı.
Ancak, aydakilerin çoğunun yeniye alışması gerekecekti - yürüyüş gibi bir sürece bile. Ay'a atlamak daha kolaydır, yerçekimi 6'te Dünya'dan daha azdır, Neil Armstrong, 40'in ilk yıllar önce belirli bir göksel cismin yüzeyine ayak bastığında zamanında ikna olmuştur. Aynı zamanda, şu anda aydaki insanın asıl düşmanı radyasyon, onlardan çok da fazla olmayan tasarruf seçenekleri. Rusya Bilimler Akademisi Uzay Araştırma Enstitüsü'nden Lev Green Direktörü'ne göre, doğal uydumuzda manyetik alan yok. Güneş'ten gelen tüm radyasyonlar Ay'a girer ve ona karşı savunmak oldukça zordur.
Aynı zamanda, Ay’ın uzayda insanın ilerlemesinin ilk adımı olması gerektiği tartışılmaz bir gerçektir, diyor Yeşil Lev. Ona göre Ay, güneş sisteminin diğer gezegenlerine fırlatmalar için bir geçiş noktası olabilir. Ayrıca burada tehlikeli uzay nesnelerinin Dünya'ya yaklaşımı hakkında erken uyarı istasyonu yerleştirmek mümkün olacak: son olaylar ışığında oldukça önemli olan kuyruklu yıldızlar ve asteroitler. Ancak, orada en önemli şey - helyum-3, belki de geleceğin uzay yakıtıdır. İnanması zor, ama ayın tüm yüzeyini kaplayan koyu gri toz bu eşsiz maddenin kilerinden.
Gezegendeki petrol ve gaz sonsuza dek sürmez. Bazı uzmanlara göre, özel problemler olmadan, insanlık 40 yılı sırasındaki bu kaynaklar üzerinde yaşayacak. Bugün, nükleer santraller tek alternatif, ancak radyasyondan dolayı bu kadar güvenli değil. Aynı zamanda, helyum-3 içeren füzyon reaksiyonu çevre dostudur. Bilim insanlarına göre, henüz daha iyi bir şey düşünülmedi ve bunun için en azından 2 nedenleri var. Birincisi, çok verimli bir termonükleer yakıt ve ikincisi, daha da değerli olan, çevre dostu olduğunu söylüyor: Jeokimya ve Analitik Kimya Enstitüsü direktörü Eric Galimov. VI Vernadsky.
Ay araştırma bölümünün başkanı ve Moskova Devlet Üniversitesi Devlet Astronomik Enstitüsü'nün gezegenleri Vladislav Shevchenko'nun hesaplarına göre, Dünya’nın doğal uydusunda yer alan helyum-3 rezervleri binlerce yıl sürecek. Uzmanlara göre, Ay'daki minimum helyum-3 miktarı 500 bin ton civarındadır, daha iyimser tahminlere göre 10 milyon tondan daha az değildir. Bir füzyon reaksiyonunda, 0,67 ton döteryum reaksiyona girdiğinde ve 1 ton helyum-3 olduğunda, 15 milyon ton yağın yanma enerjisine eşdeğer bir enerji açığa çıkar. Şu anda bu tür reaksiyonları gerçekleştirmenin teknik fizibilitesini incelemek için hala gerekli olduğu gerçeğine dikkat çekmek önemlidir.
Ve bu maddenin aya çıkartılması kolay olmayacak. Helyum-3 yüzey katmanında bulunmasına rağmen, içindeki konsantrasyonu çok düşüktür. Şu andaki asıl sorun, helyumun ay regolitinden çıkarılması gerçeğidir. Gerekli helyum-3 enerjisinin içeriği, 1 ton ay toprağı başına yaklaşık 100 gramdır. Bunun anlamı, bu izotopun 1 tonunun çıkarılması için en az 100 milyon ton ay toprağı işlemesi gerektiğidir.
Aynı zamanda, helyum-3'in, gereksiz miktarda helyum-4'ten ayrılması gerekecektir; bunun içinde regolitte konsantrasyonu, 3'te binlerce kez daha fazladır. Eric Galimov'a göre, yukarıda belirtildiği gibi, 1 ayda bir ton helyum-3 çıkarmak için, 100 milyon ton ay toprağı işlenecek. Toplamda yaklaşık 20 kilometrekare alana sahip olan ve 3 metre derinliğe kadar işlenmesi gereken ay bölgesi hakkında konuşuyoruz! Bu durumda Earth 1'e bu yakıtın tonunu verme prosedürü en az 100 milyon dolara mal olacak. Fakat aslında, bu çok büyük miktar bile bir füzyon santralinde bu hammaddeden elde edilebilecek enerji maliyetinin sadece% 1'udur.
Shevchenko, 1 ton helyum-3'in maliyetinin, Dünya'ya çıkarılması ve teslim edilmesi için gerekli tüm altyapının yaratılması göz önüne alındığında, 1 milyar dolar olabileceğini tahmin ediyor. Aynı zamanda, 25 ton helyum-3'in Dünya'ya nakliyesi bize bu kadar büyük bir miktar olmayan 25 milyar dolara mal olacak, çünkü bu yakıt skalasının insanlara bir yıl boyunca enerji sağlaması için yeterlidir. Böyle bir enerji taşıyıcısının faydası, yalnızca ABD’nin yıllık enerji taşıyıcılarına yaklaşık 40 milyar dolar harcadığını hesaplarsak ortaya çıkar.
Amerikan astronotu Harrison Schmitt tarafından yapılan hesaplamalara göre, tüm gemicilik ve madencilik maliyetlerini hesaba katarak, dünya enerjisinde helyum-3 kullanımı, bu ham maddeyi kullanan füzyon enerjisinin üretimi 5 GW'nin gücünü aştığında ticari olarak uygulanabilir hale gelir. Aslında bu, 1'in ay enerjili elektrik santrallerinin bile Dünya'ya teslimatı düşük maliyetli hale getirmek için yeterli olacağını gösteriyor. Schmitt'in tahminlerine göre, araştırma aşamasında peşin maliyetlerin tutarı yaklaşık 15 milyar dolar olacak.
Helyum-3'in çıkarılması için olası seçeneklerden biri Eric Galimov tarafından önerildi. İzotopun ay yüzeyinden ekstraksiyonunu organize etmek için, regoliti 700 derece santigrat dereceye kadar ısıtmayı önerir. Bundan sonra sıvılaştırılabilir ve yüzeye çıkarılabilir. Modern teknoloji açısından bakıldığında, bu prosedürler oldukça basit ve iyi bilinmektedir. Rus bilim insanı, hammaddeyi büyük içbükey aynaların yardımıyla güneş ışığını regolite odaklayacak özel “güneş fırınlarında” ısıtmayı teklif ediyor. Aynı zamanda ay toprağından da ayırt edilebilir: oksijen, hidrojen ve azot. Bu, ay endüstrisinin sadece karasal enerji kompleksi için hammadde üretmekle kalmayıp, aynı zamanda onu taşıyan roketler için roket yakıtının yanı sıra, ay işletmelerinde çalışan insanlar için hava ve su üretebileceği anlamına geliyor. Şu anda ABD'de de benzer projeler üzerinde çalışıyoruz.
Ancak ay toprağının bize verebileceği her şey bu değildir. Regolith'te, uzun vadede doğrudan Dünya'nın doğal uydusunda roketler ve endüstriyel yapıların kolordu elemanlarının üretimini organize etmeye yardımcı olacak yüksek bir titanyum içeriği vardır. Bu durumda, yalnızca yüksek teknoloji roket, bilgisayar ve enstrüman öğelerinin aya teslim edilmesi gerekecek. Bu, tüm ay ekonomisi için umut vaat eden ikinci bir yön açabilir - en ekonomik kozmodromun inşası, tüm güneş sisteminin çalışmasının bilimsel temeli.
-http: //www.vesti.ru/doc.html? id = 1038894
Ayın ilk yapay uydusunun başlamasından bu yana, 50 yıl geçti
Rusya aya üç uzay aracı göndermeye hazırlanıyor