Что полезного на луне
Астроном назвал важные для человечества полезные ископаемые Луны
На Луне ученые к сегодняшнему дню обнаружили два вида полезных ископаемых, подходящих для промышленного применения, — воду и гелий-3, рассказал «Известиям» 6 мая научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга Владимир Сурдин.
Накануне, 5 мая, в СМИ появилась информация о подготовке со стороны США проекта нового международного договора о добыче полезных ископаемых на Луне. Документ получит название Artemis Accords.
«Легкий изотоп гелия — гелий-3 — в перспективе послужит хорошим топливом для термоядерных реакторов на Земле. Доставляя его с Луны, можно будет оправдать эти полеты. Доставка не представляет проблем. Его надо будет в мизерных количествах возить. Допустим, привезли несколько десятков тонн, и на год вся Земля будет обеспечена электричеством. Современные космические корабли вполне способны перевозить грузы в таких объемах», — сказал Владимир Сурдин.
Более того, уже существуют прототипы комбайнов, которые будут просеивать лунный грунт и из него выпаривать легкий гелий, отметил ученый.
В то же время первый прототип термоядерного реактора сейчас строится во Франции. Это международный проект и Россия принимает в нем участие, добавил Сурдин.
Между тем воду на Луне можно будет использовать для жизнеобеспечения космонавтов.
«Водяной лед пригодится как вода, если появятся пилотируемые станции. В этом случае можно будет воду не возить с Земли, а добывать из лунной вечной мерзлоты», — заключил ученый.
Согласно документу Artemis Accords, предполагается создание «зон безопасности» вокруг будущих лунных баз для «предотвращения ущерба или вмешательства со стороны конкурирующих стран или компаний, работающих в непосредственной близости». Соглашение также предполагает право компаний, ведущих добычу ресурсов на Луне, становиться собственниками этих ресурсов.
Отмечается, что администрация США планирует привлечь к новому международному договору ряд стран, но Россия в этом списке пока не фигурирует.
В свою очередь, пресс-секретарь президента России Дмитрий Песков 6 мая отказался дать оценку проекту США о добыче ископаемых на Луне.
Богатства Луны
Чем полезен землянам их единственный спутник?
Луна — самый заметный объект на ночном небе. Он также считается самым изученным и единственным, на поверхность которого ступала нога человека. Но мы не можем сказать, что знаем о Луне все. Часть своих тайн она по-прежнему не раскрыла. Как появилась луна? Чем она богата и чем может быть полезна человечеству?
Поверхность луны
Мы знаем, что под нашими ногами находится многометровая толща различных пород – известняков, глин и так далее. Но на Луне все совсем по-другому. Здесь нет и не может быть осадочных горных пород. Поверхность спутника полностью покрыта смесью мелкообломочного материала и тонкодисперсной пыли, которая образовалась в результате метеоритной бомбардировки. Все это можно назвать реголитом или «лунным грунтом». Толщина этого слоя может достигать нескольких десятков метров.
Интересный факт: по своему запаху реголит напомнил астронавтам аромат пережженного кофе.
Американцы уже доставили на Землю свыше 300 килограммов реголита с разных участков поверхности Луны. После тщательных исследований грунта выяснилось, что он полностью обезвожен. Также ученые отследили в его составе базальты и плагиоклазы практически аналогичные земным.
Полезные ископаемые на Луне
На Луне нет ни атмосферы, ни органической жизни, а это значит, что на ней невозможно формирование биогенных ресурсов (нефть, уголь, природный газ). Но наш спутник богат различными металлами:
Также в составе лунного грунта найдены калий, натрий, кремний и фосфор.
Все лунные породы и минералы ученые поделили на три группы:
Очень важным открытием также стали внушительные запасы воды в виде льда. В общей сложности около 1,6 млрд. тонн.
Гелий – 3
Но, пожалуй, наиболее главным и перспективным ископаемым является изотоп Гелий-3. Ученые рассматривают его как термоядерное топливо и считают, что добыча этого ископаемого в ближайшем будущем решит проблему энергетического кризиса на Земле. Именно поэтому в научных кругах его нередко называют «горючим будущего». На Земле изотоп гелия встречается крайне редко. Ученые оценили все его запасы на нашей планете не более чем в одну тонну. Один грамм Гелия-3 может заменить до 15 тонн нефти. Следовательно, стоимость 1 грамма данного вещества равна одной тысяче долларов.
Проблема в том, что в тонне реголита (лунного грунта) содержится всего лишь 10 мг ценного топлива. Именно поэтому будет нелегко осуществлять добычу Гелия-3 на поверхности Луны.
Но все же определенные проекты уже разрабатываются. Америка, например, планирует добывать лунный лед с целью производства на его основе топлива для космических кораблей. Китай заинтересован редкоземельными элементами, содержащимися в лунной коре. Для этого китайские ученые планируют основать на Луне исследовательскую базу. А Роскосмос в свою очередь планирует создать к 2025 году серию роботов для добычи полезных ископаемых на луне.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Некоторые компании всерьез рассматривают возможность добычи полезных ископаемых на Луне. Но существуют ли какие-то правила, регулирующие этот процесс, и кому в принципе принадлежат сокровища лунных недр?
Уже несколько компаний заявили о желании провести там геологоразведочные работы и по возможности начать добычу полезных ископаемых, которые включают золото, платину и другие редкие на Земле элементы.
В начале января китайский космический зонд «Чанъэ-4» с первой попытки благополучно приземлился на обратной стороне Луны. Станция провела первый эксперимент по выращиванию растений на Луне, в результате которого доставленные туда семена дали ростки.
Ученые надеются применить результаты тестов при создании лунной экспериментальной базы.
Японская компания iSpace планирует создать транспортную платформу Земля-Луна и провести исследования воды, находящейся в твердом состоянии в кратерах на полюсах Луны.
С учетом происходящего, существуют ли какие-то законы, которые бы охраняли описанное Олдрином запустение? И может ли единственный естественный спутник Земли превратиться в место коммерческих и политических передряг, которое делят ради добычи полезных ископаемых?
Принадлежность небесных тел начали обсуждать с самого начала полета человека в космос, то есть во времена холодной войны. Пока в НАСА планировали отправить первых астронавтов на Луну, ООН разработала договор о космосе, который был подписан в 1967 году. Среди одобривших его стран были США, СССР и Великобритания.
Документ 1955 года о собственности участка на Луне
В нем говорилось: «Космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами».
В практическом смысле до 1969 года вопрос о правах владением территориями Луны и разработку ее недр был неактуален. Но благодаря развитию технологий коммерческая добыча полезных ископаемых на спутнике Земли уже не кажется фантастикой из далекого будущего.
В 1979 в ООН было принято Соглашение о деятельности государств на Луне и других небесных телах, которое еще называют «Лунным соглашением». В нем провозглашается принцип исключительно мирного использования Луны и подчеркивается, что строительство и выбор расположения лунных станций необходимо согласовывать с ООН, объяснив при этом причины их возведения.
В документе говорится, что Луна и ее полезные ископаемые являются общим достоянием всего человечества, а государства-участники обязуются «установить международный режим, включая соответствующие процедуры, для регулирования эксплуатации природных ресурсов Луны, когда будет очевидно, что такая эксплуатация станет возможной в ближайшее время».
По словам Уилер, следить за выполнением положений, содержащихся в соглашениях, крайне непросто. Этим должны заниматься сами страны, подписавшиеся под этими документами и включившие их в свое законодательство. Они должны следить за тем, что отдельные люди и компании следуют букве закона.
Бывший главный редактор «Журнала о космическом праве» Джоан Айрин Габринович считает, что международные соглашения ничего не гарантируют. На их выполнение влияет смесь политики, экономики и общественного мнения, сказала она.
В последние годы существующие соглашения, запрещающие государствам забирать в собственность небесные тела, активно проверяются на прочность.
В 2015 году в США была принят закон о конкуренции в вопросе коммерческих космических запусков, в котором говорится о праве граждан добывать полезные ископаемые из астероидов. Он не распространятся на Луну, но его механизм действия в принципе может быть расширен.
Один из основателей компании Planetary Resources Эрик Андерсон назвал этот закон самым великим в истории признанием права собственности.
В 2017 году аналогичный закон приняли в Люксембурге. В нем говорится о праве собственности на ресурсы, обнаруженные в космосе. Заместитель премьер-министра Этьен Шнайдер сказал, что благодаря этому закону Люксембург станет европейским первопроходцем и лидером в этой области.
Стремление к исследованиям и коммерциализации, безусловно, есть. Все больше стран изъявляют желание помогать в этом компаниям.
Борьба за космические ресурсы. Кто первым начнёт освоение Луны?
Больше 384 тысяч километров отделяет планету Земля от Луны — ближайшего небесного тела с огромным количеством ресурсов. По космическим меркам наш естественный спутник находится настолько близко, что, кажется, до его богатств рукой достать.
Но на дворе уже XXI век, а крупные мировые державы по-прежнему не доказали на практике, что освоение Луны возможно. Хотя борьба за космические ресурсы разгорается нешуточная: США, Россия и Китай продолжают состязаться в гонке за право стать первооткрывателем лунных запасов.
Добыча на Луне. Такие далёкие ископаемые…
Учёные давно доказали, что в недрах Луны залегают такие полезные ископаемые, как титан, железо, алюминий, магний, кремний, хром, фосфор, редкоземельные металлы. Кроме того, в кратерах спутника хранятся большие запасы воды в виде льда, а в грунте содержится кислород.
Однако ресурсы, привычные для человека, добывать не спешат. Одна из главных причин — нерентабельность. Одни только затраты на транспортировку стоят немыслимых денег.
Справедливости ради заметим, что не все придерживаются таких взглядов. Некоторые учёные приводят достаточно веские доказательства того, что в современном мире добыча традиционных ресурсов на Луне целесообразна. Но, опять же, в рамках глобальной космической миссии они остаются малозамеченными.
Куда заманчивей для человечества видится возможность получения изотопа гелий-3. На Земле это вещество практически отсутствует: в атмосфере нашей планеты содержится всего около 35 тысяч т. Тем временем в слоях поверхности Луны содержится около 500 млн тонн гелия-3. Ценность изотопа переоценить трудно — не зря его прозвали сокровищем спутника.
На Земле гелий-3 получают не из природных источников, а путём радиоактивного распада искусственно полученного трития. Объёмы производства незначительные, дефицитный продукт направляется только на нужды чрезвычайной важности. В основном его используют в науке и медицине: к примеру, медикам изотоп необходим для использования в аппаратах МРТ, учёным — для охлаждения до очень низких температур.
Мировые гиганты промышленности устремились в погоне за гелием-3 ради другой цели. Предмет мечтаний многих стран сегодня — достижение «космических» успехов в ядерной энергетике. «Лунное сокровище» считается идеальным топливом, с которым отпадёт необходимость в поиске и добыче традиционных топливных ресурсов.
Учёные всего мира давно говорят об исключительных характеристиках гелия-3. Судите сами: по расчётам, с помощью термоядерного синтеза из 1 кг изотопа можно получать 19 МВт. Следовательно, одна тонна гелия-3 теоретически может дать столько же электроэнергии, сколько сейчас вырабатывают при сжигании 15 млн т нефти.
Цифры ошеломительные. Если мы начнём добывать на Луне гелий-3, планета Земля избавится от зависимости в топливном сырьё на тысячелетия. По разным данным, изотопа может хватить на период от 3 до 10 тысяч лет. И ещё один приятный бонус: изотоп не радиоактивен, а, значит, безупречен с экологической точки зрения. Единственное «но»: учёные по-прежнему не могут до конца освоить технологию промышленного «сжигания» гелия-3 в реакторах.
Борьба за лунные ресурсы
Чтобы лучше понять, почему никто не подошёл к реальному освоению полезных ископаемых на Луне, нужно также окунуться в правовой вопрос.
С 1979 года действует «Лунный договор», который нарёк космические тела объектами всеобщего достояния. Однако на практике документ так и не стал регуляторным инструментом. Во-первых, его ратифицировали всего лишь 18 стран мира. Во-вторых, в этом списке нет России, США, Китая, Индии, то есть ключевых космических держав.
«Лунный договор» больше носит рекомендательный характер при распределения космических ресурсов. Так что неудивительно, что богатства спутника Земли, имеющего размытый юридический статус, получили яркую «политическую» окраску.
Россия, США и Китай пускают в ход всевозможные средства достижения цели. Так, у каждой «космической сверхдержавы» есть собственная лунная программа.
Как Россия будет осваивать Луну
Наши соотечественники совершали множество попыток начать добычу полезных ископаемых на Луне. Последнюю программу лунных исследований «Роскосмос» представил в аккурат перед наступлением 2021 года.
Согласно «дорожной карте», уже в этом году «Роскосмос» намерен запустить с Земли посадочную станцию «Луна-25». Через 2 года к небесному телу должен прилететь орбитальный аппарат «Луна-26», а в 2024-ом — посадочная станция «Луна-26».
«Луну-25» отправят для поисков льда на южном полюсе небесного тела. Кроме того, тестовая станция первой попробует провести мягкую посадку. Миссия следующего аппарата заключается в картографировании и дистанционном исследовании поверхности Луны. Станция «Луну-27» отправится в путешествие для взятия пробы грунта на южном полюсе спутника.
К 2035 году Россия пообещала развернуть на Луне собственную постоянную базу. Для её полноценного функционирования нашим учёным предстоит изготовить «космический буксир» с ядерной энерго-двигательной установкой. И, в частности, его можно будет задействовать в поисках полезных ископаемых.
К слову: в 2021 году российские учёные создали прототип прибора для лунохода. Ожидается, что устройство найдёт применение при разведке платиноидов, драгоценных и редкоземельных металлов.
Китай приобщается к Луне
Китай — новичок на космической арене. Первая лунная программа Поднебесной была представлена миру в 2003 году. Страна начала с тестового запуска орбитальных аппаратов «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2». В 2013 году на Луну успешно приземлился посадочный аппарат «Чанъэ-3» с с луноходом «Юйту». Уже в 2019 году на спутник приземлился ещё один китайский аппарат «Чанъэ-4».
Сейчас Китай держит планку амбициозности на уровне США и России. Реализация этапа «Чанъэ-5» проходила под конец 2020 года. Страна отправила на Луну модуль исследовательского зонда для сбора грунта.
«Чанъэ-5» 17 декабря 2020 года успешно приземлился с 2 кг лунной земли на территории автономного района Внутренняя Монголия. Это событие стало первой миссией по доставке грунта на Землю, начиная с 1970-ых годов.
Китайская Народная Республика ворвалась в космическую гонку стремительными темпами. В дальнейшем Поднебесная, как и конкуренты, хочет обосновать на Луне постоянную научно-исследовательскую станцию. Недавно государство заявило, что готово сотрудничать с другими странами и частными компаниями, которые реализуют свои космические проекты.
Лунная программа США
В 2019 году, будучи ещё президентом США, Дональд Трамп поручил NASA в сжатые сроки разработать принципиально новую программу освоения Луны. Довольно скоро весь мир узнал о космической миссии под символичным названием «Артемида» — с намёком на продолжение первого проекта «Аполлон».
Новый план включает в себя первую в мире высадку экипажа с первой женщиной на Луне. Конечная цель «Артемиды» — строительство базы для комплексного изучения недр спутника и старта освоения полезных ископаемых.
Программа США состоит из 3 ключевых этапов. На 2021-2022 годы страна наметила запуск беспилотной капсулы, которая пробудет на орбите вокруг Луны 25 суток и вернётся обратно. В 2023-м американцы должны полностью облететь небесное тело. Через год NASA планирует произвести высадку космонавтов и начать добычу полезных ископаемых.
После презентации «Артемиды» США начала дерзкую политику «захвата» лунных ресурсов. Дональд Трамп 6 апреля 2020 года переиграл остальные державы, подписав указ о разрешении вести коммерческое освоение космических богатств.
В документе говорится, что Соединённые Штаты более не признают «Лунный договор». Другими словами, страна перестала считать Луну всеобщим достоянием и наделила саму себя правом разворачивать любую деятельность, не считаясь с другими государствами.
В «Роскосмосе» расценили указ Трампа как «попытку экспроприации космического пространства и агрессивные планы по фактическому захвату территорий других планет». Космическая гонка пошла по непредсказуемому сценарию: экстраординарное «па» США спровоцировало международный конфликт.
Космические державы на пороге войны?
В октябре 2020 года США инициировали «Соглашение Артемиды», которое установило новые условия ведения проектов освоения Луны. Документ подписали 8 стран: США, Великобритания, Италия, Канада, Австралия, Япония, ОАЭ и Люксембург.
Новоявленные партнёры договорились между собой, что отныне имеют право добывать там полезные ископаемые. Правда, с сохранением запрета на провозглашать себя собственником Луны. Главные конкуренты: Россия и Китай — участвовать в соглашении отказались, ссылаясь на довлеющую роль штатов в будущем международном сотрудничестве.
А потом конфликт временно отошёл на второй план. Весь мир пристально следил за выборами нового президента США. Ещё до официальных результатов Джо Байден слегка утихомирил космическую гонку, поставив в приоритет своей будущей политики в сторону «заботы о Земле» и решения проблем изменения климата.
В 2021-ом страсти по космосу вернулись на круги своя. Недавно глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявил, что наша лунная программа стоит «раз в 10 дешевле американской», но при этом принесёт куда большую пользу науке. И Россия не будет участвовать ни в какой гонке, пока не поймёт «смысл призового фонда», процитировал 2 февраля «ТАСС» слова директора компании.
Как накануне сообщил The Wall Street Journal, Минобороны США и NASA решили создать коалицию для противодействия «вызовам России и Китая», включая космические проекты. Американские военные выразили готовность защищать свои лунные базы и места добычи полезных ископаемых.
В свою очередь, Россия и Китай прорабатывают возможность объединения сил для изучения Луны. Совсем недавно стало известно, что «Роскосмос» обсуждает с Поднебесной возможность реализации совместного проекта по строительству научной лунной станции.
Пока что космические проекты используют в качестве инструмента политического давления. Но рано или поздно должен наступить момент, когда кто-то переступит финишную черту, и в мире разразится «лунная лихорадка».
Новое в блогах
Что там полезного есть на Луне
Трамп заявил о планах США по добыче на Луне полезных ископаемых. Давайте разберемся, стоит ли овчинка выделки. Иначе говоря, какие полезные ископаемые есть на Луне?
Для начала, сразу отбросим нефть. Она требует органики, а жизни на Луне никогда не было (пока даже под вопросом, ступала ли живая нога в 1969 или это искусно снятое кино?). Минералы же требуют более масштабных геофизических процессов, которых нет на Луне. Поэтому речь пойдет о более простых элементах.
В 2024 году американцы снова хотят высадиться на Луну. В проект будет вложено 35 млрд долларов. Деньги надо отбивать.
Сейчас в отношении космоса действуют правила, принятые ООН в 1979 году. Согласно резолюции, космос является всеобщим достоянием. Даже Зимбабве может претендовать на свой лунный участок. Если сумеет построить ракету, разумеется.
Из чего состоит лунный грунт
Советские луноходы доставили с Луны грунт из разных мест. Как показали исследования, лунный грунт богат кислородом, из-за этого много элементов существует в виде оксидов.
Больше всего в лунном грунте кремния. Этим Луна похожа на Землю — кремний составляет до 30% и земной коры. Затем идут алюминий и кальций. Алюминий добывать на Луне и привозить на Земню — не самая экономически мудрая идея. Возможно, в будущем алюминий понадобится для организации производства на самой Луне.
На следующем месте — железо. Из особо ценного — титан. В некоторых частях содержание титана в разы превосходит земной грунт. Титан — ценный металл, ведь он сравним по прочности со сталью, только в полтора раза ее легче. И не ржавеет.
Но, в целом, никаких сюрпризов — состав лунного грунта очень близок к земному. На 20% он больше насыщен алюминием, чем земная кора. Зато чуть меньше железа. Собственно, идентичность базовых элементов в составе коры логична — Луна, по мнению современных астрофизиков, откололась от Земли в свое время.
Какие полезные ископаемые есть на Луне
Гелий для термоядерных реакций. А точнее — изотоп гелий-3. Вот это реально тот элемент, за который стоит бороться. Он необходим для термоядерных реакций. Когда два ядра гелия-3 сталкиваются, образуется гелий-4, а энергия уходит в виде фотонов и ее можно использовать.
Если совсем кратко — в будущем атомная энергетика будет работать подобно реакциям на Солнце. Идеальная экология, на выходе — никаких вредных отходов, как сейчас от урана в атомной энергетике.
0,02 грамма гелия-3 даст столько же энергии, сколько 1 баррель нефти. Всего 40 тонн этого вещества с лихвой хватит, чтобы обеспечить США энергией на год. Ничего сравнимого по эффекту с таким КПД до сих пор на нашей планете не существовало! Примерный запас гелия-3 на Луне — 10 млн тонн. Хватит, чтобы США были обеспечены энергией на 250 тысяч лет. К слову сказать, аналогичные оценки для России — примерно 20-30 тонн.
Одна проблема — гелий-3 получается довольно дорогой и редкий на нашей планете. У нас он быстро рассеивается из-за атмосферы. А на Луне гелий-3 накапливается миллиарды лет. Собирается он из солнечного ветра. Содержание гелия в лунном грунте примерно в 100 раз больше, чем на нашей планете.
Кроме нехватки гелия-3 нет еще и термоядерных электростанций. Пока все реакции проходят в лабораторных условиях. Но, скорее всего, создание термоядерной энергетики — дело недалекого будущего.
Могут ли быть на Луне драгоценные металлы?
Могут! Хотя залежей и не нашли. Но здесь нужно пару слов сказать о том, откуда берутся драгоценные металлы.
Золото, платина да и все, что в таблице Менделеева тяжелее железа, не может появиться в недрах планеты или даже звезды. Такие металлы рождаются только во время столкновения крупных звезд, взрывом сверхновых и образованием нейтронных звезд. И после этого метеориты, как брызги после взрыва, разносят эти материалы по всей галактике.
4 млрд лет назад Землю буквально расстреливали метеоритами, которые и принесли много ценных элементов. Луне тоже регулярно достается поэтому с уверенностью можно сказать — что-то из драгоценных металлов там точно найдут. С другой стороны, затраты по добыче точно не окупятся, в отличие от перспективного гелия-3.
Как еще можно использовать Луну
Другие полезные варианты использования нашего спутника — дело среднесрочной перспективы. В ближайшие десять лет — вряд ли, а до конца века — весьма вероятно. Итак, что еще можно сделать полезного в рамках колонизации Луны.
Немного интересной математики. По рассчетам американских энергетиков, чтобы произвести 1 петаватт энергии, на Луне нужно построить комплекс, который стоит 200 трлн долларов.
Чтобы выработать 1 петаватт на Земле, комплекс солнечной энергетики будет стоить уже 8000 трлн долларов! Получается, Луна для добычи энергии в 40 раз выгоднее Земли.