Шепа почва, която беше взета на гребена на лунния кратер Камелот, се плъзна от обикновена лъжичка в специална тефлонова торба и заедно с екипа на Аполо 17 отиде на Земята. На този ден, 13 декември 1972 г., малцина биха могли да си представят, че проба от лунна почва с номер 75501, както и почвени проби, доставени от Аполон 11 и редица други експедиции, включително съветската изследователска станция Луна 16, ще служат като важен аргумент за човечеството да реши да се върне на Луната през 21 век. Осъзнаването на това дойде едва 30 години по-късно, когато млади учени от Университета на Уисконсин откриха значително съдържание на хелий-3 в проба от лунна почва. Това много интересно вещество е изотоп на добре познатия газ - хелий, който се използва за пълнене на цветни балони по време на празниците.
Още преди лунните мисии на СССР и САЩ на нашата планета беше открито малко количество хелий-3, тогава този факт вече се интересуваше от научната общност. Хелий-3, който има уникална вътреатомна структура, обещава фантастични перспективи за учените. Ако успеем да използваме хелий-3 в реакция на ядрен синтез, ще бъде възможно да получим колосално количество електричество, без да се удавим в опасни радиоактивни отпадъци, които се произвеждат в атомните електроцентрали, независимо от нашето желание. Извличането на хелий-3 на Луната и последващото му доставяне на Земята не е лесна задача, но в същото време тези, които се включват в това приключение, могат да станат притежатели на зашеметяваща награда. Хелий -3 е веществото, което може завинаги да избави света от "наркоманията" - изкопаемо гориво, маслена игла.
На Земята фатално липсва хелий-3. Огромно количество хелий произхожда от слънцето, но малка част от него е хелий-3, а основната част е много по-често срещаният хелий-4. Докато тези изотопи се движат като част от "слънчевия вятър" към Земята, и двата изотопа претърпяват промени. Хелий-3, толкова ценен за земните жители, не достига до нашата планета, тъй като е изхвърлен от магнитното поле на Земята. В същото време на Луната няма магнитно поле и тук хелий-3 може свободно да се натрупва в повърхностния слой на почвата.
В днешно време учените разглеждат нашия естествен спътник не само като естествена астрономическа обсерватория и източник на енергийни ресурси, но и като бъдещ резервен континент за земните жители. Нещо повече, именно неизчерпаемият източник на космическо гориво е най -привлекателният и обещаващ. Нов възможен континент за земляните се намира на разстояние само 380 хиляди километра от нашата планета; в случай на глобална катастрофа на Земята, тук може да има подслон за хората. От Луната можете да наблюдавате други небесни обекти без особени смущения, тъй като на Земята това до известна степен се пречи от атмосферата. Но основното са неизчерпаемите енергийни запаси, които според учените биха били достатъчни за човечеството за 15 000 години. Освен това Луната има запаси от редки метали: титан, барий, алуминий, цирконий и това не е всичко, казват учените. Днес човечеството е едва в самото начало на пътя към развитието на Луната.
В момента Китай, Индия, САЩ, Русия, Япония - всички тези държави са в съответствие с Луната и тези страни стават все повече. Друг прилив на интерес към Луната възникна в средата на 90-те години на миналия век. Тогава в научната общност се появи предположението, че може да има вода на Луната. Не толкова отдавна американската сонда LRO с руското устройство Lend най -накрая потвърди това - на Луната наистина има вода (под формата на лед на дъното на кратери) и има много (до 600 милиона тона)) и това решава много проблеми.
Наличието на вода на Луната е особено ценно, тъй като може да реши голям брой различни проблеми, които възникват при изграждането на лунни бази. Не е необходимо водата да се доставя от Земята, тя може да се преработва директно на място, казва Игор Митрофанов, ръководител на лабораторията за космическа гама спектроскопия в IKI. Според някои изчисления, с подходящо желание и финансиране, човечеството би могло да се установи на нашия естествен спътник за 15 години. Освен това най -вероятно първите жители на Луната биха живели на полюсите й близо до големи запаси от открита вода.
Въпреки това, много неща на Луната би трябвало да свикнат по нов начин - дори с такъв процес като ходене. Много по -лесно е да скочите на Луната, фактът, че гравитацията тук е 6 пъти по -малка, отколкото на Земята, по едно време беше убеден от Нийл Армстронг, когато преди 40 години за първи път стъпи на повърхността на това небесно тяло. В същото време основният враг на човека на Луната в момента е радиацията, няма толкова много възможности за спасение, от които. Според Лев Зелени, директор на Института за космически изследвания на Руската академия на науките, на нашия естествен спътник няма магнитно поле. Цялата радиация от Слънцето достига до Луната и е доста трудно да се предпазите от нея.
В същото време фактът, че Луната трябва да се превърне в първата стъпка за напредването на човека в космоса, е неоспорим факт, смята Зелени Лев. Според него Луната може да се превърне в претоварна база за изстрелвания към други планети от Слънчевата система. Също така ще бъде възможно да се постави станция за ранно предупреждение за приближаването на опасни космически обекти към Земята: комети и астероиди, което е доста важно в светлината на последните събития. Най-важното обаче е хелий-3, вероятно космическото гориво на бъдещето. Трудно е да се повярва, но тъмносивият прах, покрит с цялата повърхност на Луната, е склад на това уникално вещество.
Нефтът и газът на планетата не траят вечно. Според редица експерти човечеството ще живее с тези ресурси около 40 години без особени проблеми. Днес атомните електроцентрали са единствената алтернатива, но това не е толкова безопасно поради радиация. В същото време термоядрената реакция, включваща хелий-3, е екологично чиста. Според учените нищо по -добро все още не е измислено и има поне 2 причини за това. Първо, това е много ефективно термоядрено гориво, и второ, което е още по -ценно, е екологично, отбелязва Ерик Галимов, директор на Института по геохимия и аналитична химия на името на В. И. В И. Вернадски.
Според изчисленията на Владислав Шевченко, ръководител на отдела за лунни и планетарни изследвания в Държавния астрономически институт на Московския държавен университет, запасите от хелий-3 на естествения спътник на Земята ще са достатъчни за хиляди години. Според експерти минималният обем на хелий-3 на Луната е около 500 хиляди тона, според по-оптимистични оценки там е поне 10 милиона тона. По време на реакцията на термоядрен синтез, когато 0,67 тона деутерий и 1 тон хелий-3 влизат в реакцията, се отделя енергия, която е еквивалентна на енергията на горене на 15 милиона тона нефт. Трябва да се отбележи, че понастоящем все още е необходимо да се проучи техническата възможност за провеждане на такива реакции.
И извличането на това вещество на Луната няма да бъде лесно. Въпреки че хелий-3 се намира в повърхностния слой, концентрацията му е много ниска. Основният проблем в този момент е реалността на производството на хелий от лунния реголит. Съдържанието на хелий-3, необходимо за енергийната промишленост, е приблизително 1 грам на 100 тона лунна почва. Това означава, че за извличането на 1 тон от този изотоп, най -малко 100 млн.тона лунна почва.
В този случай хелий-3 ще трябва да бъде отделен от ненужния хелий-4, чиято концентрация в реголита е 3 хиляди пъти по-висока. Според Ерик Галимов, за да се извлече 1 тон хелий-3 на Луната, ще бъде необходимо, както бе споменато по-горе, да се обработят 100 милиона тона лунна почва. Говорим за участък от Луната с обща площ от около 20 квадратни километра, който ще трябва да бъде обработен на дълбочина 3 метра! В същото време самата процедура за доставяне на 1 тон от това гориво на Земята ще струва най -малко 100 милиона долара. Но всъщност дори това много голямо количество е само 1% от цената на енергията, която може да бъде извлечена в термоядрена електроцентрала от тази суровина.
Според изчисленията на Шевченко, разходите за извличане на 1 тон хелий-3, като се вземе предвид създаването на цялата необходима инфраструктура за неговото производство и доставка до Земята, могат да достигнат 1 милиард долара. В същото време транспортирането на 25 тона хелий-3 до Земята ще ни струва 25 милиарда долара, което не е толкова голямо количество, като се има предвид, че такъв мащаб гориво е достатъчен, за да осигури на хората с енергия цяла година. Ползите от такъв енергиен носител стават очевидни, ако изчислим, че само САЩ годишно харчат около 40 милиарда долара за енергийни носители.
Според изчисленията, направени от американския астронавт Харисън Шмит, използването на хелий-3 в земната енергия, като се вземат предвид всички разходи по доставката и производството, става рентабилно и търговско изгодно, когато производството на термоядрена енергия, използваща тази суровина, надвишава капацитета от 5 GW. Всъщност това предполага, че дори 1 електроцентрала, работеща на лунно гориво, ще бъде достатъчна, за да направи доставката до Земята рентабилна. Според оценките на Шмит размерът на предварителните разходи дори на етапа на изследването ще бъде около 15 милиарда долара.
Един от възможните варианти за извличане на хелий-3 е предложен от Ерик Галимов. За да организира извличането на изотопа от лунната повърхност, той предлага да загрее реголита до 700 градуса по Целзий. След това може да се втечни и да се отстрани на повърхността. От гледна точка на съвременните технологии, тези процедури са доста прости и добре познати. Руският учен предлага да се затоплят суровините в специални „слънчеви фурни“, които ще фокусират слънчевата светлина върху реголита с помощта на големи вдлъбнати огледала. В този случай от лунната почва ще бъде възможно да се извлече съдържащият се в нея кислород, водород и азот. Това означава, че лунната индустрия може да произвежда не само суровини за наземния енергиен комплекс, но и ракетно гориво за ракетите, които го носят, както и въздух и вода за хората, работещи в лунните предприятия. Понастоящем се работи по подобни проекти в САЩ.
Но това не е всичко, което лунната почва може да ни даде. Реголитът съдържа високо съдържание на титан, което в дългосрочен план ще помогне за установяване на производството на елементи от ракетни тела и промишлени конструкции директно върху естествения спътник на Земята. В този случай само високотехнологични елементи от ракети, компютри и инструменти ще трябва да бъдат доставени на Луната. И това може да отвори второ обещаващо направление за цялата лунна икономика - изграждането на най -икономичния космодрум, научна база за изследване на цялата Слънчева система.
