Tesoro de la luna - Helio-3
Un puñado de tierra, que se recogió en la cresta del cráter lunar de Camelot, se deslizó de la cuchara habitual en una bolsa de teflón especial y se fue con el equipo de Apollo 17 a la Tierra. Ese día, diciembre 13 de 1972, pocos podrían haber imaginado que una muestra de suelo lunar estuviera numerada como 75501, así como las muestras de suelo entregadas por Appolon 11 y otras expediciones, incluida la estación de investigación soviética Luna 16. servirá como un argumento de peso para que la humanidad regrese a la luna en el siglo XXI. La conciencia de esto se produjo solo después de 30 años, cuando jóvenes científicos de la Universidad de Wisconsin, en una muestra de suelo lunar, encontraron un contenido significativo de helio: 3. Esta sustancia muy interesante es un isótopo de un gas conocido, el helio, que se llena de globos de colores durante las vacaciones.
Incluso antes de las misiones lunares de la URSS y los EE. UU., Una pequeña cantidad de helio-3 se encontró en nuestro planeta, entonces este hecho interesó a la comunidad científica. Helium-3, con su estructura intraatómica única, prometió a los científicos fantásticas perspectivas. Si se puede usar el helio-3 en una reacción de fusión nuclear, será posible obtener una cantidad tremenda de electricidad sin hundirse en los peligrosos desechos radiactivos que se producen en las centrales nucleares, independientemente de nuestro deseo. La extracción de helio-3 en la Luna y su posterior entrega a la Tierra no es una tarea fácil, pero al mismo tiempo, aquellos que se involucran en esta aventura pueden convertirse en los dueños de una asombrosa recompensa. Helium-3 es la sustancia que podrá deshacerse permanentemente del mundo de la "adicción a las drogas": los combustibles fósiles, una aguja de petróleo.
En la Tierra, el helio-3 es fatalmente corto. Una gran cantidad de helio se origina en el Sol, pero una pequeña fracción es el helio-3, y la mayor parte es mucho más común que el helio-4. Mientras estos isótopos se muevan como parte del "viento solar" hacia la Tierra, ambos isótopos experimentarán cambios. Tan valioso para los terrícolas, el helio-3 no llega a nuestro planeta, ya que es desechado por el campo magnético de la Tierra. Al mismo tiempo, no hay un campo magnético en la luna, y aquí el helio-3 se puede acumular libremente en la capa superficial del suelo.
Hoy en día, los científicos consideran a nuestro satélite natural no solo como un observatorio astronómico natural y una fuente de recursos energéticos, sino también como un futuro continente de reserva para los terrícolas. Al mismo tiempo, es la fuente inagotable de combustible espacial la más atractiva y prometedora. Un nuevo continente posible para los terrícolas está a una distancia de solo 380 a miles de kilómetros de nuestro planeta, con algún tipo de catástrofe global en la Tierra que bien podría haber habido un refugio para las personas. Desde la luna, sin ningún obstáculo, se pueden observar otros objetos celestes, por lo que en la Tierra esto es interferido en cierta medida por la atmósfera. Pero lo principal es la inagotable reserva de energía, que, según los científicos, sería suficiente para la humanidad durante los años 15 000. Además, hay existencias de metales raros en la luna: titanio, bario, aluminio, circonio, y eso no es todo, dicen los científicos. Hoy en día, la humanidad está solo al comienzo del viaje para explorar la luna.
Actualmente, China, India, Estados Unidos, Rusia, Japón, todos estos países están en línea para la Luna, y estos países se están volviendo más y más. Otra oleada de interés en la luna comenzó a mediados de los 90 del siglo pasado. Luego, en la comunidad científica se asumió que podría haber agua en la luna. No hace mucho tiempo, la sonda LRO estadounidense con el dispositivo Russian Lend fue finalmente confirmada: realmente hay agua en la Luna (en forma de hielo en el fondo de los cráteres) y hay mucha de ella aquí (hasta 600 millones de toneladas), y esto resuelve muchos problemas.
La presencia de agua en la luna es especialmente valiosa, ya que puede resolver una gran cantidad de diversos problemas que surgirán al construir bases lunares. El agua no tendrá que ser suministrada desde la Tierra, se puede procesar directamente en el lugar, señala Igor Mitrofanov, jefe del laboratorio de espectroscopía de rayos gamma espacial en IKI. De acuerdo con algunos cálculos, con el debido deseo y financiamiento, la humanidad podría haberse instalado en nuestro satélite natural en años 15. En este caso, lo más probable es que los primeros habitantes de la Luna vivirían en sus polos cerca de grandes reservas de agua detectada.
Sin embargo, gran parte de la luna tendría que acostumbrarse a lo nuevo, incluso a un proceso como caminar. Es mucho más fácil saltar sobre la Luna, ya que la gravedad es menor en 6 que en la Tierra, Neil Armstrong se convenció en su época en que 40, por primera vez, pisaba la superficie de un cuerpo celeste determinado. Al mismo tiempo, el principal enemigo del hombre en la luna en la actualidad es la radiación, las opciones de ahorro de las cuales no hay tantas. Según Lev Green, director del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia, no existe un campo magnético en nuestro satélite natural. Toda la radiación del Sol llega a la Luna y es bastante difícil defenderse contra ella.
Al mismo tiempo, el hecho de que la Luna se convierta en el primer paso para que un hombre se mueva en el espacio es un hecho indiscutible, dice Lev the Green. Según él, la Luna puede convertirse en un punto de tránsito para lanzamientos a otros planetas del sistema solar. También aquí será posible colocar una estación de alerta temprana sobre el acercamiento a la Tierra de objetos espaciales peligrosos: cometas y asteroides, lo cual es bastante importante a la luz de los eventos recientes. Sin embargo, lo más importante es el helio-3, quizás el combustible espacial del futuro. Es difícil de creer, pero el polvo gris oscuro que cubre toda la superficie de la luna es la despensa de esta sustancia única.
El petróleo y el gas en el planeta no duran para siempre. Según algunos expertos, sin problemas especiales, la humanidad vivirá de estos recursos del orden de los años 40. Hoy en día, las plantas de energía nuclear son la única alternativa, pero esto no es tan seguro debido a la radiación. Al mismo tiempo, la reacción de fusión que implica el helio-3 es respetuosa con el medio ambiente. Según los científicos, todavía no se ha pensado nada mejor y hay al menos 2 razones para esto. En primer lugar, es un combustible termonuclear muy eficiente, y en segundo lugar, lo que es aún más valioso, es amigable con el medio ambiente, dice Eric Galimov, director del Instituto de Geoquímica y Química Analítica. V.I. Vernadsky.
Según los cálculos de Vladislav Shevchenko, jefe del departamento de investigación de la Luna y planetas del Instituto Estatal de Astronomía de la Universidad Estatal de Moscú, las reservas de helio-3 en el satélite natural de la Tierra durarán miles de años. Según los expertos, la cantidad mínima de helio-3 en la Luna es de 500 mil toneladas, según estimaciones más optimistas, no hay menos de 10 millones de toneladas. En una reacción de fusión, cuando 0,67 toneladas de deuterio entran en la reacción y 1 tonelada de helio-3, se libera energía que es equivalente a la energía de combustión de 15 millones de toneladas de petróleo. Cabe destacar el hecho de que en la actualidad aún es necesario estudiar la factibilidad técnica de llevar a cabo tales reacciones.
Y la extracción de esta sustancia en la luna no será fácil. Aunque el helio-3 se encuentra en la capa superficial, su concentración es muy baja. El principal problema en este momento sigue siendo la realidad de la extracción de helio del regolito lunar. El contenido de la energía requerida de helio-3 es de aproximadamente 1 gramos por 100 de toneladas de suelo lunar. Esto significa que para la extracción de 1 toneladas de este isótopo deberá procesar al menos 100 millones de toneladas de suelo lunar.
Al mismo tiempo, el helio-3 deberá separarse del innecesario helio-4, cuya concentración en el regolito es miles de veces más en 3. Según Eric Galimov, para extraer una tonelada de helio-1 en la luna 3, como se mencionó anteriormente, se procesarán 100 millones de toneladas de suelo lunar. Estamos hablando del sitio de la luna con un área total de aproximadamente 20 kilómetros cuadrados, que deberá procesarse a una profundidad de metros 3. En este caso, el mismo procedimiento para entregar a la Tierra 1 toneladas de este combustible costará al menos 100 millones de dólares. Pero, de hecho, incluso esta cantidad tan grande es solo el 1% del costo de la energía que se puede extraer en una planta de energía de fusión de esta materia prima.
Shevchenko estima que el costo de 1 toneladas de helio-3, dada la creación de toda la infraestructura necesaria para su extracción y entrega a la Tierra, podría ser de 1 mil millones de dólares. Al mismo tiempo, el transporte de 25 toneladas de helio-3 a la Tierra nos costará 25 mil millones de dólares, lo que no es una cantidad tan grande, dado que esta escala de combustible es suficiente para proporcionar energía a las personas durante todo un año. El beneficio de tal portador de energía se vuelve obvio si calculamos que solo los Estados Unidos gastan alrededor de 40 mil millones de dólares en portadores de energía por año.
Según los cálculos realizados por el astronauta estadounidense Harrison Schmitt, el uso de helio-3 en la energía de la tierra, teniendo en cuenta todos los costos de envío y minería, se vuelve pagadero y comercialmente viable cuando la producción de energía de fusión utilizando esta materia prima excederá la potencia de 5 GW. De hecho, esto sugiere que incluso las centrales eléctricas 1 lunares serán suficientes para que la entrega a la Tierra sea rentable. Según las estimaciones de Schmitt, el monto de los costos iniciales en la etapa de investigación será de alrededor de 15 mil millones de dólares.
Una de las opciones posibles para la extracción de helio-3 fue propuesta por Eric Galimov. Para organizar la extracción del isótopo de la superficie lunar, propone calentar el regolito a 700 grados Celsius. Después de eso puede licuarse y retirarse a la superficie. Desde el punto de vista de la tecnología moderna, estos procedimientos son bastante simples y bien conocidos. El científico ruso propone calentar la materia prima en "hornos solares" especiales que, con la ayuda de grandes espejos cóncavos, enfocarán la luz solar en el regolite. Al mismo tiempo del suelo lunar se puede distinguir contenido en él: oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Y esto significa que la industria lunar podría producir no solo materias primas para el complejo energético terrestre, sino también combustible de cohetes para los cohetes que lo transportan, así como aire y agua para las personas que trabajan en empresas lunares. Actualmente en los Estados Unidos también están trabajando en proyectos similares.
Pero esto no es todo lo que el suelo lunar nos puede dar. En el regolito hay un alto contenido de titanio, que a largo plazo ayudará a organizar la producción de elementos del cuerpo de cohetes y estructuras industriales directamente en el satélite natural de la Tierra. En este caso, solo los elementos de alta tecnología de cohetes, computadoras e instrumentos deberán entregarse a la Luna. Y esto puede abrir una segunda dirección prometedora para toda la economía lunar: la construcción del cosmódromo más económico, la base científica para el estudio de todo el sistema solar.
Fuentes de información:
-http: //www.vesti.ru/doc.html? id = 1038894
-http: //www.popmech.ru/article/4098-lunnyie-sokrovischa
-http: //vzglyadzagran.ru/news/sverxderzhavy-rodyatsya-na-lune-gelij-3.html
-http: //ria.ru/science/20120725/709192459.html
Incluso antes de las misiones lunares de la URSS y los EE. UU., Una pequeña cantidad de helio-3 se encontró en nuestro planeta, entonces este hecho interesó a la comunidad científica. Helium-3, con su estructura intraatómica única, prometió a los científicos fantásticas perspectivas. Si se puede usar el helio-3 en una reacción de fusión nuclear, será posible obtener una cantidad tremenda de electricidad sin hundirse en los peligrosos desechos radiactivos que se producen en las centrales nucleares, independientemente de nuestro deseo. La extracción de helio-3 en la Luna y su posterior entrega a la Tierra no es una tarea fácil, pero al mismo tiempo, aquellos que se involucran en esta aventura pueden convertirse en los dueños de una asombrosa recompensa. Helium-3 es la sustancia que podrá deshacerse permanentemente del mundo de la "adicción a las drogas": los combustibles fósiles, una aguja de petróleo.
En la Tierra, el helio-3 es fatalmente corto. Una gran cantidad de helio se origina en el Sol, pero una pequeña fracción es el helio-3, y la mayor parte es mucho más común que el helio-4. Mientras estos isótopos se muevan como parte del "viento solar" hacia la Tierra, ambos isótopos experimentarán cambios. Tan valioso para los terrícolas, el helio-3 no llega a nuestro planeta, ya que es desechado por el campo magnético de la Tierra. Al mismo tiempo, no hay un campo magnético en la luna, y aquí el helio-3 se puede acumular libremente en la capa superficial del suelo.
Hoy en día, los científicos consideran a nuestro satélite natural no solo como un observatorio astronómico natural y una fuente de recursos energéticos, sino también como un futuro continente de reserva para los terrícolas. Al mismo tiempo, es la fuente inagotable de combustible espacial la más atractiva y prometedora. Un nuevo continente posible para los terrícolas está a una distancia de solo 380 a miles de kilómetros de nuestro planeta, con algún tipo de catástrofe global en la Tierra que bien podría haber habido un refugio para las personas. Desde la luna, sin ningún obstáculo, se pueden observar otros objetos celestes, por lo que en la Tierra esto es interferido en cierta medida por la atmósfera. Pero lo principal es la inagotable reserva de energía, que, según los científicos, sería suficiente para la humanidad durante los años 15 000. Además, hay existencias de metales raros en la luna: titanio, bario, aluminio, circonio, y eso no es todo, dicen los científicos. Hoy en día, la humanidad está solo al comienzo del viaje para explorar la luna.
Actualmente, China, India, Estados Unidos, Rusia, Japón, todos estos países están en línea para la Luna, y estos países se están volviendo más y más. Otra oleada de interés en la luna comenzó a mediados de los 90 del siglo pasado. Luego, en la comunidad científica se asumió que podría haber agua en la luna. No hace mucho tiempo, la sonda LRO estadounidense con el dispositivo Russian Lend fue finalmente confirmada: realmente hay agua en la Luna (en forma de hielo en el fondo de los cráteres) y hay mucha de ella aquí (hasta 600 millones de toneladas), y esto resuelve muchos problemas.
La presencia de agua en la luna es especialmente valiosa, ya que puede resolver una gran cantidad de diversos problemas que surgirán al construir bases lunares. El agua no tendrá que ser suministrada desde la Tierra, se puede procesar directamente en el lugar, señala Igor Mitrofanov, jefe del laboratorio de espectroscopía de rayos gamma espacial en IKI. De acuerdo con algunos cálculos, con el debido deseo y financiamiento, la humanidad podría haberse instalado en nuestro satélite natural en años 15. En este caso, lo más probable es que los primeros habitantes de la Luna vivirían en sus polos cerca de grandes reservas de agua detectada.
Sin embargo, gran parte de la luna tendría que acostumbrarse a lo nuevo, incluso a un proceso como caminar. Es mucho más fácil saltar sobre la Luna, ya que la gravedad es menor en 6 que en la Tierra, Neil Armstrong se convenció en su época en que 40, por primera vez, pisaba la superficie de un cuerpo celeste determinado. Al mismo tiempo, el principal enemigo del hombre en la luna en la actualidad es la radiación, las opciones de ahorro de las cuales no hay tantas. Según Lev Green, director del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia, no existe un campo magnético en nuestro satélite natural. Toda la radiación del Sol llega a la Luna y es bastante difícil defenderse contra ella.
Al mismo tiempo, el hecho de que la Luna se convierta en el primer paso para que un hombre se mueva en el espacio es un hecho indiscutible, dice Lev the Green. Según él, la Luna puede convertirse en un punto de tránsito para lanzamientos a otros planetas del sistema solar. También aquí será posible colocar una estación de alerta temprana sobre el acercamiento a la Tierra de objetos espaciales peligrosos: cometas y asteroides, lo cual es bastante importante a la luz de los eventos recientes. Sin embargo, lo más importante es el helio-3, quizás el combustible espacial del futuro. Es difícil de creer, pero el polvo gris oscuro que cubre toda la superficie de la luna es la despensa de esta sustancia única.
El petróleo y el gas en el planeta no duran para siempre. Según algunos expertos, sin problemas especiales, la humanidad vivirá de estos recursos del orden de los años 40. Hoy en día, las plantas de energía nuclear son la única alternativa, pero esto no es tan seguro debido a la radiación. Al mismo tiempo, la reacción de fusión que implica el helio-3 es respetuosa con el medio ambiente. Según los científicos, todavía no se ha pensado nada mejor y hay al menos 2 razones para esto. En primer lugar, es un combustible termonuclear muy eficiente, y en segundo lugar, lo que es aún más valioso, es amigable con el medio ambiente, dice Eric Galimov, director del Instituto de Geoquímica y Química Analítica. V.I. Vernadsky.
Según los cálculos de Vladislav Shevchenko, jefe del departamento de investigación de la Luna y planetas del Instituto Estatal de Astronomía de la Universidad Estatal de Moscú, las reservas de helio-3 en el satélite natural de la Tierra durarán miles de años. Según los expertos, la cantidad mínima de helio-3 en la Luna es de 500 mil toneladas, según estimaciones más optimistas, no hay menos de 10 millones de toneladas. En una reacción de fusión, cuando 0,67 toneladas de deuterio entran en la reacción y 1 tonelada de helio-3, se libera energía que es equivalente a la energía de combustión de 15 millones de toneladas de petróleo. Cabe destacar el hecho de que en la actualidad aún es necesario estudiar la factibilidad técnica de llevar a cabo tales reacciones.
Y la extracción de esta sustancia en la luna no será fácil. Aunque el helio-3 se encuentra en la capa superficial, su concentración es muy baja. El principal problema en este momento sigue siendo la realidad de la extracción de helio del regolito lunar. El contenido de la energía requerida de helio-3 es de aproximadamente 1 gramos por 100 de toneladas de suelo lunar. Esto significa que para la extracción de 1 toneladas de este isótopo deberá procesar al menos 100 millones de toneladas de suelo lunar.
Al mismo tiempo, el helio-3 deberá separarse del innecesario helio-4, cuya concentración en el regolito es miles de veces más en 3. Según Eric Galimov, para extraer una tonelada de helio-1 en la luna 3, como se mencionó anteriormente, se procesarán 100 millones de toneladas de suelo lunar. Estamos hablando del sitio de la luna con un área total de aproximadamente 20 kilómetros cuadrados, que deberá procesarse a una profundidad de metros 3. En este caso, el mismo procedimiento para entregar a la Tierra 1 toneladas de este combustible costará al menos 100 millones de dólares. Pero, de hecho, incluso esta cantidad tan grande es solo el 1% del costo de la energía que se puede extraer en una planta de energía de fusión de esta materia prima.
Shevchenko estima que el costo de 1 toneladas de helio-3, dada la creación de toda la infraestructura necesaria para su extracción y entrega a la Tierra, podría ser de 1 mil millones de dólares. Al mismo tiempo, el transporte de 25 toneladas de helio-3 a la Tierra nos costará 25 mil millones de dólares, lo que no es una cantidad tan grande, dado que esta escala de combustible es suficiente para proporcionar energía a las personas durante todo un año. El beneficio de tal portador de energía se vuelve obvio si calculamos que solo los Estados Unidos gastan alrededor de 40 mil millones de dólares en portadores de energía por año.
Según los cálculos realizados por el astronauta estadounidense Harrison Schmitt, el uso de helio-3 en la energía de la tierra, teniendo en cuenta todos los costos de envío y minería, se vuelve pagadero y comercialmente viable cuando la producción de energía de fusión utilizando esta materia prima excederá la potencia de 5 GW. De hecho, esto sugiere que incluso las centrales eléctricas 1 lunares serán suficientes para que la entrega a la Tierra sea rentable. Según las estimaciones de Schmitt, el monto de los costos iniciales en la etapa de investigación será de alrededor de 15 mil millones de dólares.
Una de las opciones posibles para la extracción de helio-3 fue propuesta por Eric Galimov. Para organizar la extracción del isótopo de la superficie lunar, propone calentar el regolito a 700 grados Celsius. Después de eso puede licuarse y retirarse a la superficie. Desde el punto de vista de la tecnología moderna, estos procedimientos son bastante simples y bien conocidos. El científico ruso propone calentar la materia prima en "hornos solares" especiales que, con la ayuda de grandes espejos cóncavos, enfocarán la luz solar en el regolite. Al mismo tiempo del suelo lunar se puede distinguir contenido en él: oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Y esto significa que la industria lunar podría producir no solo materias primas para el complejo energético terrestre, sino también combustible de cohetes para los cohetes que lo transportan, así como aire y agua para las personas que trabajan en empresas lunares. Actualmente en los Estados Unidos también están trabajando en proyectos similares.
Pero esto no es todo lo que el suelo lunar nos puede dar. En el regolito hay un alto contenido de titanio, que a largo plazo ayudará a organizar la producción de elementos del cuerpo de cohetes y estructuras industriales directamente en el satélite natural de la Tierra. En este caso, solo los elementos de alta tecnología de cohetes, computadoras e instrumentos deberán entregarse a la Luna. Y esto puede abrir una segunda dirección prometedora para toda la economía lunar: la construcción del cosmódromo más económico, la base científica para el estudio de todo el sistema solar.
Fuentes de información:
-http: //www.vesti.ru/doc.html? id = 1038894
-http: //www.popmech.ru/article/4098-lunnyie-sokrovischa
-http: //vzglyadzagran.ru/news/sverxderzhavy-rodyatsya-na-lune-gelij-3.html
-http: //ria.ru/science/20120725/709192459.html
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