Содержание
Запад тревожат успехи китайцев на Луне
05 декабря 2020
19:19
На этой неделе Китай принимал поздравления в связи с успешной посадкой беспилотной станции «Чанъэ-5» на Луну. В середине декабря аппарат должен доставить на Землю два килограмма лунной породы. Если миссия завершится удачно, то Китай станет первой за последние 44 года страной, реализовавшей проект по транспортировке геологических образцов с поверхности земного спутника.
Однако в зарубежной прессе китайский прорыв восприняли с тревогой. Дескать, Китай в случае успеха не только сможет хорошо изучить лунный грунт, но и найти в нем то, что способно навсегда изменить глобальный рынок энергоресурсов. В частности, полезное ископаемое гелий-3.
На самом деле, ученые рассуждают о больших перспективах этого вещества уже много лет. Гелий-3 – это стабильный изотоп гелия, только вместо двух нейтронов в его ядре – один.
Получается, что в плане структуры от обычного газа он отличается всего единицей атомной массы, но свойства от этого меняются кардинально.
Отсутствие одного нейтрона превращает изотоп гелия в идеальное топливо. Например, специалисты приводят следующие расчеты: тонна гелия-3 с добавлением дейтерия в соотношении 3 к 2 могут дать столько же энергии, сколько 15 миллионов тонн нефти. Населению нашей планеты лунного ресурса гелия-3 могло бы хватить примерно на 5 тысячелетий.
«Мы считаем, его главная ценность в том, что это будущее топливо для термоядерных реакций.. Мы знаем, что это самый надежный, самый неисчерпаемый источник энергии. В Солнце, например. Поэтому Солнце уже 4 миллиарда лет светит. Это как раз термоядерная реакция», – пояснил Вадим Лукашевич, эксперт по технологиям авиакосмической отрасли, кандидат технических наук.
На Земле гелия-3 почти нет. По оценкам, его суммарные запасы составляют 35 тысяч тонн. И практически весь он – глубоко в земной мантии.
Не достать. Но на Луне, как считается, его гораздо больше: миллион тонн как минимум.
Гелий-3 является побочным продуктом термоядерных реакций, протекающих на Солнц, поэтому его основной источник в нашей системе – это солнечный ветер. Земля надежно защищена от него атмосферой и магнитосферой, а вот поверхность Луны подвергалась облучению солнечным ветром в течение миллиардов лет, в результате содержание гелия-3 в лунном грунте намного больше, чем в земном. Но это не означает, что его добыча окажется простой задачей для человечества.
«Засада в том, что он на Луне распределен, что называется, размазан, очень тонким слоем. То есть в каждом кубометре грунта есть какая-то доля грамма этого вещества. Потребность в нем измеряется килограммами и десятками килограммов в год. Представьте себе, сколько надо перекопать на Луне, сколько надо переработать грунта, чтобы увезти оттуда килограмм этого самого гелия-3», – отметил Игорь Лисов, эксперт в области космонавтики и космической промышленности.
По предварительным расчетам, для получения одной тонны гелия-три нужно переработать примерно 150 миллионов тонн лунного грунта. Для этого на Луне должна появиться гелий-добывающая промышленность со всей необходимой инфраструктурой. А чтобы наладить поставки ресурса на Землю, надо соорудить на спутнике полноценный космодром, создать надежный многоразовый корабль. В общем, пока все эти планы, скорее, из области фантастики. Даже если оставить за скобками факт того, что и саму термоядерную реакцию человечество еще как следует не освоило.
«Это, наверное, дело следующего столетия. Потому что до сих пор даже дейтерий-тритиевую реакцию освоить не смогли, а реакция с гелием-3 на порядки сложнее. Гелий-3 в промышленных масштабах пока не нужен. Луна в качестве источника гелия-3 не востребована», – подчеркнул Виталий Егоров, популяризатор космонавтики, автор научно-популярных книг об освоении космоса.
Так что, несмотря на опасения западных журналистов, в ближайшие годы Китай вряд ли совершит революцию в энергетике с помощью Гелия-3.
Да и в целом полномасштабное освоение Луны, вероятнее всего, потребует объединения усилий всех ведущих космических держав.
в мире
космос
Китай/КНР
Луна
гелий
общество
новости
Американские геологи нашли основной источник гелия-3 на Земле — Газета.Ru
Американские геологи нашли основной источник гелия-3 на Земле — Газета.Ru | Новости
close
100%
Согласно новому исследованию, проведенному американскими учеными из Университета Нью-Мексико, присутствующий на Земле гелий-3 — редкий изотоп гелия, который в природе встречается почти исключительно в форме гелия-4, — просачивается главным образом из ядра планеты. Поскольку почти весь гелий-3 образовался в результате Большого взрыва, это просачивание газа свидетельствует в пользу теории образования Земли во внутренней, а не внешней части исходной солнечной туманности.
Статья об этом опубликована в журнале AGU Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
Гелий-3 встречается на поверхности Земли в ничтожных количествах, однако прежде ученые не знали, сколько его прибывает из ядра планеты, а не из более верхних слоев — из мантии. Новое исследование указывает на то, что основным источником гелия-3 на Земле является все же именно ядро. Некоторые естественные процессы могут генерировать некоторую часть гелия-3 — например, радиоактивный распад трития, — однако основная часть гелия-3 сохранилась со времен протопланетной туманности — обширного вращающегося газопылевого облака, из которого возникла Солнечная система. Поскольку гелий считается одним из первоначальных элементов, образовавшихся во Вселенной, большая часть гелия-3 также восходит к Большому взрыву.
Из земных глубин ежегодно просачивается около 2 кг гелия-3, этого «достаточно, чтобы наполнить воздушный шар размером со стол», как пояснил ведущий автор исследования Питер Олсон, геофизик из отдела наук о Земле и планетах Университета Нью-Мексико в Альбукерке.
Удалось смоделировать поведение гелия в ходе двух ключевых этапов земной истории — первоначального ее формирования, когда планета еще накапливала гелий, — и последующего рождения Луны, образовавшейся из обломков столкнувшегося с Землей объекта размером с Марс около 4 млрд лет назад. Повторное расплавление земной коры привело к улетучиванию из нее большей части гелия, поэтому, опираясь на современную скорость утечки гелия-3, ученые смогли указать его источник и оценить его общее количество: по этим оценкам в ядре содержится от 10 тераграммов (1010 кг) до петаграммов (1012 кг) гелия-3. Столь огромное количество He3, по словам Олсона, и указывает на формирование Земли внутри солнечной туманности, где относительно высокая концентрация гелия позволила ему накопиться в глубинах планеты.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Георгий Бовт
Невообразимое будущее
О том, лучше или хуже нас будут жить наши дети
Алексей Мухин
Правила против права
О западных ценностях, которые превыше законодательства
Мария Дегтерева
В каждой бочке затычка
О том, почему соцсети интеллектуально деградируют
Владимир Трегубов
Китай после ХХ съезда компартии
О глобальных вызовах и перспективах
Дмитрий Самойлов
Вбойко шагает трансгуманизм
О последнем романе Виктора Пелевина
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Добыча гелия-3 на лунной поверхности
Включение и поддержка
318664 просмотра
940 лайков
Идея получения чистой и эффективной формы энергии с Луны стимулировала научную фантастику и факты в последние десятилетия.
В отличие от Земли, которая защищена своим магнитным полем, Луна подверглась бомбардировке большим количеством гелия-3 солнечным ветром. Считается, что этот изотоп может обеспечить более безопасную ядерную энергию в термоядерном реакторе, поскольку он не радиоактивен и не производит опасных отходов.
Геолог программы «Аполлон» Харрисон Шмидт неоднократно приводил аргументы в пользу добычи гелия-3, в то время как Джеральд Кульчински из Университета Висконсин-Мэдисон является еще одним ведущим сторонником. Он создал небольшой реактор в Институте термоядерных технологий, но до сих пор не удалось создать реакцию синтеза гелия с полезной выходной мощностью.
Однако это не помешало поиску гелия-3 стать мотивирующим фактором в освоении космоса. Помимо традиционных космических держав, Индия ранее заявляла о своей заинтересованности в разработке лунной поверхности. Использование ресурсов Луны также было частью неудачной кандидатуры Ньюта Гингрича на пост президента США от Республиканской партии в 2012 году9.
0007
Частное предприятие также заинтересовано в использовании топлива с Луны, хотя, возможно, путем извлечения воды, а не гелия-3. Компания Shackleton Energy планирует поставлять топливо для миссий по всей Солнечной системе с использованием лунной воды.
Луна может быть использована в качестве базы для дальнейших исследований
Некоторые команды, соревнующиеся за Google Lunar X-Prize, также рассматривают добычу полезных ископаемых как конечную цель своих посадочных модулей. ЕКА также рассматривало возможность использования Луны для помощи миссиям вглубь Солнечной системы.
Высказывались также аргументы в пользу добычи гелия-3 с Юпитера, где его гораздо больше – необходимо учитывать соответствующие расстояния. Извлечение молекулы из Юпитера также будет менее энергоемким процессом.
Не все согласны с тем, что Helium 3 обеспечит безопасное термоядерное решение. В статье под названием «Страхи перед фактоидами» в 2007 году физик-теоретик Фрэнк Клоуз классно назвал эту концепцию «самогоном».
В любом случае, похоже, нам придется набраться терпения, чтобы найти ответы.
Спасибо за лайк
Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!
Фокус на
Добыча полезных ископаемых на Луне
Открыть
Фокус на
Бизнес-инициатива Interlune-intermars: Возвращение в Deep …
Открыть
Фокус на
Институт термоядерных технологий
Открыть
Фокус на
Энергетическая компания Шеклтон
Открыть
Фокус на
Google Лунный приз
Открыть
Фокус на
Луна Марс астероиды — Куда идти в первую очередь за ресурсами
Открыть
Решение климатического и энергетического кризисов: добывать гелий-3 на Луне?
Недавно U.
S. Nuclear Corp. и Solar System Resources Corporation подписали письмо о намерениях, которое либо изменит мировую историю, либо станет лишь сноской в стремлении человечества разработать чистые, богатые источники энергии.
Компания Solar System Resources согласилась предоставить 500 кг гелия-3, добытого на Луне, американской ядерной корпорации в период с 2028 по 2032 год.
Согласно статье, опубликованной Джеффом Бондом и Энтони Торторелло, гелий-3 — это изотоп, который в течение миллиардов лет откладывался в лунном грунте солнечным ветром. Примерно 1,1 миллиона метрических тонн изотопа находится на Луне на глубине в несколько метров. Двадцати пяти метрических тонн гелия-3, что составляет около четверти грузоподъемности космического корабля SpaceX, хватило бы, чтобы удовлетворить все энергетические потребности Соединенных Штатов в течение года.
В объявлении не говорится, как ресурс Солнечной системы предлагает добывать гелий-3. Веб-сайт компании изобилует захватывающими вдохновляющими формулировками и освещает то, как компания собирается собрать деньги и разработать технологию добычи ресурсов Солнечной системы.
Тем не менее, в документе предполагается, что марсоход может собирать лунный реголит, отделять гелий-3 вместе с кислородом и водородом, хранить их и выбрасывать обработанный лунный грунт. Газы будут доставлены обратно на лунную базу, где кислород и водород будут использованы с пользой, а гелий-3 будет храниться для последующего экспорта на Землю.
В объявлении также не раскрывается, что U.S. Nuclear Corp. намерена делать с гелием-3 после его доставки. Компания, производящая устройства для обнаружения излучения, имеет дочернюю компанию Magneto-Inertial Fusion Technology, Inc., которая исследует технологию термоядерного синтеза, называемую поэтапным Z-пинчем. Это создаст реакцию синтеза, достаточно продолжительную и устойчивую, чтобы стать источником энергии. Предположительно, обильные запасы гелия-3 могут быть полезными для этих экспериментов.
Синтез с использованием гелия-3 имеет преимущества и недостатки по сравнению с использованием дейтерия, изотопа водорода, и трития, другого изотопа водорода.
При синтезе дейтерия и трития выделяются радиоактивные нейтроны, которые повреждают и ослабляют защитную оболочку. Периодически термоядерный реактор, использующий этот метод, должен быть отключен для дезактивации. Тритий также радиоактивен, что делает обращение с ним трудным и опасным. Слияние дейтерия и гелия-3 создает гелий и заряженные протоны в качестве побочных продуктов, а также мало или совсем не содержит радиоактивных частиц.
Основной недостаток термоядерного синтеза с использованием гелия-3 заключается в том, что для его достижения требуется гораздо большее количество энергии, чем при использовании обычных разновидностей дейтерия и трития. Согласно Open Mind, Фрэнк Клоуз, физик из Оксфордского университета, считает синтез с использованием гелия-3 «самогоном». Клоуз предполагает, что синтез дейтерия и гелия-3 по-прежнему будет производить некоторое количество радиоактивных нейтронов.
Джеральд Кульчински, директор Института термоядерных технологий Висконсинского университета в Мэдисоне, не согласен.
Возражение Клоуза основано на использовании традиционной технологии термоядерного синтеза. Институт термоядерных технологий добился определенного прогресса в минимизации производства радиоактивных нейтронов с использованием различных технологий.
Синтез гелия-3 — еще более многообещающая технология, хотя и более трудная и сложная в разработке. По общему мнению, такие реакторы не будут созданы в течение нескольких десятилетий, скажем, середины века.
Никто не может гарантировать, что на Луне будет добыто достаточно гелия-3, чтобы в обозримом будущем дать толчок серьезному развитию технологии использования изотопа в качестве термоядерного топлива. Нет никакой гарантии, что такая разработка даст практические результаты в ближайшее время. Тем не менее, эти усилия стоили бы того, чтобы за ними стояли значительные деньги и усилия. Если не две вышеупомянутые компании, то кто-то должен предпринять усилия. Термоядерный синтез с использованием гелия-3 в качестве топлива изменит мир очень благотворно.