Un puñado de tierra, que se recogió en la cresta del cráter lunar Camelot, se deslizó de una pala ordinaria a una bolsa especial de teflón y, junto con el equipo del Apolo 17, fue a la Tierra. Ese día, 13 de diciembre de 1972, pocos podrían haber imaginado que una muestra de suelo lunar numerada 75501, así como muestras de suelo entregadas por el Apolo 11 y varias otras expediciones, incluida la estación de investigación soviética Luna 16, servirán como un argumento de peso para que la humanidad decida regresar a la luna en el siglo XXI. La comprensión de esto llegó solo 30 años después, cuando jóvenes científicos de la Universidad de Wisconsin encontraron un contenido significativo de helio-3 en una muestra de suelo lunar. Esta sustancia muy interesante es un isótopo del conocido gas, el helio, que se utiliza para llenar globos de colores durante las vacaciones.
Incluso antes de las misiones lunares de la URSS y los EE. UU., Se encontró una pequeña cantidad de helio-3 en nuestro planeta, entonces este hecho ya estaba interesado en la comunidad científica. El helio-3, que tiene una estructura intraatómica única, prometía perspectivas fantásticas para los científicos. Si logramos utilizar helio-3 en una reacción de fusión nuclear, será posible obtener una cantidad colosal de electricidad sin ahogarnos en los desechos radiactivos peligrosos 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, quienes se involucren en esta aventura pueden convertirse en dueños de una recompensa deslumbrante. El helio-3 es la sustancia que puede librar para siempre al mundo de la "adicción a las drogas": combustible fósil, aguja de aceite.
En la Tierra, el helio-3 es fatal. Una gran cantidad de helio se origina en el sol, pero una pequeña fracción es helio-3, y la mayor parte es el mucho más común helio-4. Si bien estos isótopos se mueven como parte del "viento solar" hacia la Tierra, ambos isótopos experimentan cambios. El helio-3, tan preciado para los terrestres, no llega a nuestro planeta, ya que es arrojado por el campo magnético terrestre. Al mismo tiempo, no hay campo magnético en la Luna, y aquí el helio-3 puede acumularse libremente en la capa superficial del suelo.
Hoy en día, los científicos consideran nuestro satélite natural no solo como un observatorio astronómico natural y una fuente de recursos energéticos, sino también como un futuro continente libre para los terrícolas. Además, es precisamente la fuente inagotable de combustible espacial la más atractiva y prometedora. Un nuevo continente posible para los terrícolas se encuentra a una distancia de solo 380 mil kilómetros de nuestro planeta; en caso de alguna catástrofe global en la Tierra, bien podría haber un refugio para las personas aquí. Desde la Luna, puede observar otros objetos celestes sin mucha interferencia, ya que en la Tierra esto es interferido hasta cierto punto por la atmósfera. Pero lo principal son las inagotables reservas de energía, que, según los científicos, serían suficientes para la humanidad durante 15.000 años. Además, la luna tiene reservas de metales raros: titanio, bario, aluminio, circonio, y eso no es todo, dicen los científicos. Hoy en día, la humanidad se encuentra solo en el comienzo del camino hacia el desarrollo de la Luna.
En la actualidad, China, India, EE. UU., Rusia, Japón: todos estos estados están en línea con la luna, y estos países son cada vez más. Otro aumento de interés en la Luna surgió a mediados de los años 90 del siglo pasado. Luego, en la comunidad científica surgió la suposición de que podría haber agua en la luna. No hace mucho tiempo, la sonda LRO estadounidense con el dispositivo Russian Lend finalmente confirmó esto: realmente hay agua en la Luna (en forma de hielo en el fondo de los cráteres) y hay mucha (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 problemas diferentes que surgen durante la construcción de bases lunares. El agua no tendrá que ser entregada desde la Tierra, se puede procesar directamente en el sitio, dice Igor Mitrofanov, jefe del laboratorio de espectroscopia gamma espacial en IKI. Según algunos cálculos, con el deseo y la financiación adecuados, la humanidad podría establecerse en nuestro satélite natural en 15 años. Además, lo más probable es que los primeros habitantes de la luna hubieran vivido en sus polos cerca de grandes reservas de agua descubierta.
Sin embargo, muchas cosas en la luna tendrían que acostumbrarse de una manera nueva, incluso a un proceso como caminar. Es mucho más fácil saltar sobre la Luna, el hecho de que la gravedad aquí es 6 veces menor que en la Tierra, en un momento lo convenció Neil Armstrong, cuando hace 40 años pisó por primera vez la superficie de este cuerpo celeste. Al mismo tiempo, el principal enemigo del hombre en la luna es actualmente la radiación, no hay tantas opciones de salvación de las cuales. Según Lev Zeleny, director del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia, no hay campo magnético en nuestro satélite natural. Toda la radiación del Sol llega a la Luna y es bastante difícil protegerse de ella.
Al mismo tiempo, el hecho de que la luna se convierta en el primer paso para el avance humano en el espacio es un hecho indiscutible, cree Zeleny Lev. Según él, la Luna puede convertirse en una base de transbordo para lanzamientos a otros planetas del sistema solar. También será posible colocar una estación de alerta temprana sobre la aproximación de peligrosos objetos espaciales a la Tierra: cometas y asteroides, lo cual es bastante importante a la luz de los acontecimientos recientes. Sin embargo, lo más importante es el helio-3, posiblemente el combustible espacial del futuro. Es difícil de creer, pero el polvo gris oscuro, que cubre toda la superficie de la Luna, es un depósito de esta sustancia única.
El petróleo y el gas en el planeta no duran para siempre. Según varios expertos, la humanidad vivirá de estos recursos durante unos 40 años sin problemas especiales. Hoy en día, las centrales nucleares son la única alternativa, pero esto no es tan seguro debido a la radiación. Al mismo tiempo, una reacción termonuclear con helio-3 es respetuosa con el medio ambiente. Según los científicos, todavía no se ha inventado nada mejor y existen al menos 2 razones para ello. En primer lugar, es un combustible termonuclear muy eficaz y, en segundo lugar, que es aún más valioso, es respetuoso con el medio ambiente, señala Erik Galimov, director del Instituto de Geoquímica y Química Analítica que lleva el nombre de V. I. Y EN. Vernadsky.
Según las estimaciones de Vladislav Shevchenko, jefe del departamento de investigación lunar y planetaria del Instituto Astronómico Estatal de la Universidad Estatal de Moscú, las reservas de helio-3 en el satélite natural de la Tierra serán suficientes para miles de años. Según los expertos, el volumen mínimo de helio-3 en la Luna es de unas 500 mil toneladas, según estimaciones más optimistas, es de al menos 10 millones de toneladas allí. Durante la reacción de fusión termonuclear, cuando 0,67 toneladas de deuterio y 1 tonelada de helio-3 entran en la reacción, se libera energía, lo que equivale a la energía de combustión de 15 millones de toneladas de petróleo. Cabe señalar que en la actualidad todavía es necesario estudiar la viabilidad 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 es la realidad de la producción de helio a partir del regolito lunar. El contenido de helio-3 requerido por la industria energética es de aproximadamente 1 gramo por cada 100 toneladas de suelo lunar. Esto significa que para la extracción de 1 tonelada de este isótopo, al menos 100 millones.toneladas de suelo lunar.
En este caso, el helio-3 deberá separarse del helio-4 innecesario, cuya concentración en el regolito es 3 mil veces mayor. Según Erik Galimov, para extraer 1 tonelada de helio-3 en la luna, será necesario, como se mencionó anteriormente, procesar 100 millones de toneladas de suelo lunar. Estamos hablando de una sección de la Luna con un área total de unos 20 kilómetros cuadrados, ¡que deberá procesarse a una profundidad de 3 metros! Al mismo tiempo, el mismo procedimiento para enviar 1 tonelada de este combustible a la Tierra costará al menos 100 millones de dólares. Pero, de hecho, incluso esta gran cantidad es solo el 1% del costo de la energía que se puede extraer en una planta de energía termonuclear a partir de esta materia prima.
Según las estimaciones de Shevchenko, el costo de extraer 1 tonelada de helio-3, teniendo en cuenta la creación de toda la infraestructura necesaria para su producción y entrega a la Tierra, puede ascender a mil millones de dólares. Al mismo tiempo, el transporte de 25 toneladas de helio-3 a la Tierra nos costará $ 25 mil millones, que no es una cantidad tan grande, considerando que tal escala de combustible es suficiente para proporcionar energía a los terrícolas durante todo un año. Los beneficios de tal portador de energía se vuelven obvios si calculamos que solo Estados Unidos gasta anualmente alrededor de $ 40 mil millones en portadores de energía.
Según cálculos realizados por el astronauta estadounidense Harrison Schmitt, el uso de helio-3 en energía terrestre, teniendo en cuenta todos los costos de entrega y producción, se vuelve rentable y comercialmente viable cuando la producción de energía termonuclear utilizando esta materia prima excede la capacidad. de 5 GW. De hecho, esto sugiere que incluso una central eléctrica que funcione con combustible lunar será suficiente para que la entrega a la Tierra sea rentable. Según las estimaciones de Schmitt, el monto de los costos preliminares incluso en la etapa de investigación será de aproximadamente $ 15 mil millones.
Una de las posibles opciones 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 centígrados. Después de eso, se puede licuar y sacar a la superficie. Desde el punto de vista de las tecnologías modernas, estos procedimientos son bastante sencillos y bien conocidos. El científico ruso propone calentar las materias primas en "hornos solares" especiales, que enfocarán la luz del sol sobre el regolito utilizando grandes espejos cóncavos. En este caso, del suelo lunar será posible extraer el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno que contiene. Esto significa que la industria lunar podría producir no solo materias primas para el complejo de energía terrestre, sino también combustible para cohetes para los cohetes que lo transportan, así como aire y agua para las personas que trabajan en las empresas lunares. Actualmente se están trabajando en proyectos similares en los Estados Unidos.
Pero esto no es todo lo que nos puede dar el suelo lunar. El regolito contiene un alto contenido de titanio, que a largo plazo ayudará a establecer la producción de elementos de cuerpos de cohetes y estructuras industriales directamente en el satélite natural de la Tierra. En este caso, solo se deberán enviar a la Luna elementos de alta tecnología de cohetes, computadoras e instrumentos. Y esto podría abrir una segunda dirección prometedora para toda la economía lunar: la construcción del puerto espacial más económico, una base científica para el estudio de todo el sistema solar.
