كنز القمر - الهيليوم 3
حتى قبل قيام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية بالبعثات القمرية ، تم العثور أيضًا على كمية صغيرة من الهليوم 3 على كوكبنا ، ثم كانت هذه الحقيقة بالفعل موضع اهتمام المجتمع العلمي. الهليوم -3 ، الذي له بنية فريدة داخل الذرة ، وعد العلماء بآفاق رائعة. إذا تمكنا من استخدام الهليوم -3 في تفاعل الاندماج النووي ، فسيكون من الممكن توليد كمية هائلة من الكهرباء دون الغرق في النفايات المشعة الخطرة التي تنتجها محطات الطاقة النووية بغض النظر عن رغبتنا. إن استخراج الهيليوم 3 على سطح القمر وتسليمه إلى الأرض بعد ذلك ليس بالمهمة السهلة ، ولكن في الوقت نفسه ، يمكن لأولئك الذين يشاركون في هذه المغامرة أن يصبحوا مالكين لمكافأة مذهلة. الهليوم -3 هو المادة التي يمكن أن تخلص العالم إلى الأبد من "إدمان المخدرات" - الوقود الأحفوري وإبرة الزيت.
على الأرض ، هناك نقص قاتل في الهيليوم 3. تنشأ كمية هائلة من الهيليوم في الشمس ، لكن جزءًا صغيرًا منه هو الهليوم 3 ، والجزء الأكبر هو الهليوم 4 الأكثر شيوعًا. بينما تتحرك هذه النظائر في "الرياح الشمسية" نحو الأرض ، يخضع كلا النظيرين لتغييرات. ثمين للغاية بالنسبة لأبناء الأرض ، لا يصل الهيليوم 3 إلى كوكبنا ، حيث يتم التخلص منه بواسطة المجال المغناطيسي للأرض. في الوقت نفسه ، لا يوجد مجال مغناطيسي على القمر ، وهنا يمكن للهليوم 3 أن يتراكم بحرية في الطبقة السطحية للتربة.
في الوقت الحاضر ، يعتبر العلماء قمرنا الطبيعي ليس فقط مرصدًا فلكيًا طبيعيًا ومصدرًا لموارد الطاقة ، ولكن أيضًا كقارة احتياطية مستقبلية لأبناء الأرض. في الوقت نفسه ، فإن المصدر الذي لا ينضب لوقود الفضاء هو الأكثر جاذبية والواعدة. تقع قارة جديدة محتملة لأبناء الأرض على مسافة 380 ألف كيلومتر فقط من كوكبنا ، في حالة وقوع كارثة عالمية على الأرض ، يمكن أن يكون هناك مأوى للناس هنا. من القمر ، دون تدخل كبير ، يمكنك مراقبة الأجرام السماوية الأخرى ، لذا فإن الغلاف الجوي يعيق ذلك إلى حد ما على الأرض. لكن الشيء الرئيسي هو احتياطيات الطاقة التي لا تنضب ، والتي ، وفقًا للعلماء ، ستكون كافية للبشرية لمدة 15 عام. بالإضافة إلى ذلك ، هناك احتياطيات من المعادن النادرة على القمر: التيتانيوم والباريوم والألمنيوم والزركونيوم ، وهذا ليس كل شيء ، كما يقول العلماء. اليوم ، لا تزال البشرية في بداية الطريق لاستكشاف القمر فقط.
في الوقت الحاضر ، الصين والهند والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا واليابان - كل هذه الدول تتماشى مع القمر ، وهناك المزيد والمزيد من هذه البلدان. نشأت زيادة أخرى في الاهتمام بالقمر في منتصف التسعينيات من القرن الماضي. ثم في المجتمع العلمي كان هناك افتراض أنه يمكن أن يكون هناك ماء على القمر. منذ وقت ليس ببعيد ، أكد مسبار LRO الأمريكي بجهاز Lend الروسي هذا أخيرًا - يوجد بالفعل ماء على القمر (على شكل جليد في قاع الحفر) وهناك الكثير منه (حتى 90 مليون طن ) ، وهذا يحل العديد من المشاكل.
يعد وجود الماء على القمر ذا قيمة خاصة ، حيث يمكنه حل عدد كبير من المشكلات المختلفة التي ستظهر أثناء بناء القواعد القمرية. لن يكون من الضروري توصيل المياه من الأرض ، بل يمكن معالجتها مباشرة في الموقع ، كما يشير إيغور ميتروفانوف ، رئيس مختبر التحليل الطيفي لأشعة غاما الفضائية في IKI. وفقًا لبعض الحسابات ، مع الرغبة والتمويل المناسبين ، يمكن للبشرية الاستقرار على قمرنا الطبيعي الطبيعي في غضون 15 عامًا. في هذه الحالة ، على الأرجح ، سيعيش السكان الأوائل للقمر على أقطابها بالقرب من احتياطيات كبيرة من المياه المكتشفة.
ومع ذلك ، فإن الكثير من الأشياء على القمر يجب أن تعتاد عليها بطريقة جديدة - حتى عملية مثل المشي. من الأسهل بكثير القفز على القمر ، وأن الجاذبية هنا أقل بست مرات من الجاذبية على الأرض ، كان نيل أرمسترونج مقتنعًا في وقت من الأوقات عندما وطأت قدمه على سطح هذا الجسم السماوي قبل 6 عامًا. في الوقت نفسه ، فإن العدو الرئيسي للإنسان على القمر هو الإشعاع حاليًا ، والذي لا توجد خيارات كثيرة للخلاص منه. وفقًا لـ Lev Zeleny ، مدير معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، لا يوجد مجال مغناطيسي على قمرنا الصناعي الطبيعي. تسقط كل الإشعاعات القادمة من الشمس على القمر ومن الصعب جدًا حماية نفسك منها.
في نفس الوقت ، حقيقة أن القمر يجب أن يصبح الخطوة الأولى لتقدم الإنسان في الفضاء هي حقيقة لا جدال فيها ، كما يعتقد ليو زيليني. ووفقًا له ، يمكن أن يصبح القمر قاعدة إعادة شحن للإطلاقات إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي. سيكون من الممكن أيضًا وضع محطة إنذار مبكر حول اقتراب الأجسام الفضائية الخطرة من الأرض: المذنبات والكويكبات ، وهو أمر مهم للغاية في ضوء الأحداث الأخيرة. ومع ذلك ، فإن أهم شيء هناك هو الهليوم 3 ، ربما وقود الفضاء في المستقبل. من الصعب تصديق ذلك ، لكن الغبار الرمادي الداكن الذي يغطي كامل سطح القمر هو مخزن هذه المادة الفريدة.
النفط والغاز على هذا الكوكب ليسا أبديين. وفقًا لبعض الخبراء ، ستعيش البشرية على هذه الموارد لمدة 40 عامًا تقريبًا دون أي مشاكل. حتى الآن ، محطات الطاقة النووية هي البديل الوحيد ، لكن هذا ليس آمنًا جدًا بسبب الإشعاع. في الوقت نفسه ، يكون التفاعل النووي الحراري الذي يتضمن الهيليوم 3 صديقًا للبيئة. وفقًا للعلماء ، لم يتم اختراع شيء أفضل حتى الآن ، وهناك سببان على الأقل لذلك. أولاً ، إنه وقود نووي حراري فعال للغاية ، وثانيًا ، ما هو أكثر قيمة ، فهو صديق للبيئة ، كما يشير إريك جاليموف ، مدير معهد الجيوكيمياء والكيمياء التحليلية. في و. فيرنادسكي.
وفقًا لفلاديسلاف شيفتشينكو ، رئيس قسم أبحاث القمر والكواكب في المعهد الفلكي الحكومي بجامعة موسكو الحكومية ، فإن احتياطيات الهليوم 3 المتاحة على القمر الصناعي الطبيعي للأرض ستستمر لآلاف السنين القادمة. وفقًا للخبراء ، يبلغ الحد الأدنى لكمية الهليوم 3 على القمر حوالي 500 ألف طن ، وفقًا لتقديرات أكثر تفاؤلاً ، فهي لا تقل عن 10 ملايين طن هناك. في تفاعل الاندماج النووي الحراري ، عندما يدخل 0,67 طن من الديوتيريوم و 1 طن من الهليوم -3 في التفاعل ، يتم إطلاق طاقة تعادل طاقة احتراق 15 مليون طن من النفط. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى حقيقة أنه لا يزال من الضروري في الوقت الحاضر دراسة الجدوى الفنية لمثل هذه التفاعلات.
واستخراج هذه المادة على القمر لن يكون سهلا. على الرغم من وجود الهيليوم 3 في الطبقة السطحية ، إلا أن تركيزه فيها منخفض جدًا. المشكلة الرئيسية في الوقت الحالي هي حقيقة استخراج الهيليوم من الثرى القمري. يبلغ محتوى الهليوم 3 اللازم للطاقة حوالي 1 جرام لكل 100 طن من تربة القمر. وهذا يعني أنه من أجل استخراج 1 طن من هذا النظير ، سيكون من الضروري معالجة ما لا يقل عن 100 مليون طن من تربة القمر.
في هذه الحالة ، يجب فصل الهيليوم -3 عن الهليوم -4 غير الضروري ، والذي يكون تركيزه في الثرى أكبر بثلاثة آلاف مرة. وفقًا لإريك جاليموف ، من أجل إنتاج طن واحد من الهليوم -3 على القمر ، سيكون من الضروري ، كما ذكر أعلاه ، معالجة 1 مليون طن من تربة القمر. نحن نتحدث عن قسم من القمر تبلغ مساحته الإجمالية حوالي 3 كيلومترًا مربعًا ، والتي ستحتاج إلى معالجتها حتى عمق 100 أمتار! في الوقت نفسه ، سيكلف إجراء توصيل طن واحد من هذا الوقود إلى الأرض ما لا يقل عن 20 مليون دولار. ولكن في الواقع ، حتى هذه الكمية الكبيرة جدًا لا تمثل سوى 3٪ من تكلفة الطاقة التي يمكن استخلاصها من هذه المادة الخام في محطة توليد الطاقة الاندماجية.
وفقًا لتقديرات شيفتشينكو ، يمكن أن تصل تكلفة استخراج طن واحد من الهليوم -1 ، مع مراعاة إنشاء كل البنية التحتية اللازمة لإنتاجه وتسليمه إلى الأرض ، إلى مليار دولار. في الوقت نفسه ، سيكلفنا نقل 3 طنًا من الهليوم -1 إلى الأرض 25 مليار دولار ، وهي ليست كمية كبيرة ، نظرًا لأن مثل هذا الحجم من الوقود يكفي لتزويد أبناء الأرض بالطاقة لمدة عام كامل. تصبح الاستفادة من مصدر الطاقة هذا واضحة إذا حسبنا أن الولايات المتحدة وحدها تنفق حوالي 3 مليار دولار على موارد الطاقة سنويًا.
وفقًا للحسابات التي أجراها رائد الفضاء الأمريكي هاريسون شميت ، فإن استخدام الهليوم 3 في الطاقة الأرضية ، مع مراعاة جميع تكاليف التسليم والإنتاج ، يصبح مربحًا ومربحًا تجاريًا عندما يتجاوز إنتاج الطاقة النووية الحرارية باستخدام هذه المادة الخام الطاقة. 5 جيجاوات. في الواقع ، يشير هذا إلى أنه حتى محطة طاقة واحدة تعمل بالوقود القمري ستكون كافية لجعل التوصيل إلى الأرض فعّالًا من حيث التكلفة. وبحسب تقديرات شميت ، فإن حجم المصروفات الأولية في مرحلة البحث سيكون نحو 1 مليار دولار.
اقترح إريك جاليموف أحد الخيارات الممكنة لاستخراج الهليوم -3. من أجل تنظيم استخراج النظير من سطح القمر ، يقترح تسخين الثرى إلى 700 درجة مئوية. يمكن بعد ذلك تسييله وإحضاره إلى السطح. من وجهة نظر التقنيات الحديثة ، فإن هذه الإجراءات بسيطة للغاية ومعروفة. يقترح العالم الروسي تسخين المواد الخام في "أفران شمسية" خاصة ، والتي ، بمساعدة المرايا المقعرة الكبيرة ، ستركز ضوء الشمس على الثرى. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن الاستخراج من تربة القمر الموجودة فيه: الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين. وهذا يعني أن صناعة القمر يمكن أن تنتج ليس فقط المواد الخام لمجمع الطاقة الأرضية ، ولكن أيضًا وقود الصواريخ للصواريخ التي تحملها ، وكذلك الهواء والماء للأشخاص العاملين في المؤسسات القمرية. حاليًا ، تعمل الولايات المتحدة أيضًا على مشاريع مماثلة.
لكن هذا ليس كل ما يمكن أن تقدمه لنا التربة القمرية. يحتوي الثرى على نسبة عالية من التيتانيوم ، والذي سيساعد على المدى الطويل على إنشاء عناصر من أجسام الصواريخ والهياكل الصناعية مباشرة على القمر الصناعي الطبيعي للأرض. في هذه الحالة ، لن يتم تسليم سوى العناصر عالية التقنية من الصواريخ وأجهزة الكمبيوتر والأدوات إلى القمر. وقد يفتح هذا اتجاهًا واعدًا ثانٍ للاقتصاد القمري بأكمله - بناء قاعدة الفضاء الأكثر اقتصادا ، وهي قاعدة علمية لدراسة النظام الشمسي بأكمله.
مصادر المعلومات:
-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
معلومات