На луне гелий 3: Добыча гелия-3 на Луне обеспечит землян энергией на 5 тыс лет

Содержание

что американцы хотят добывать на Луне и почему без России

Аналитика

В погоне за гелием-3: что американцы хотят добывать на Луне и почему без России

12 мая 2020, 11:08

Добыча полезных ископаемых на Луне пока слишком дорогое удовольствие, однако в ближайшем будущем все может измениться.

Виктор Кузовков

Неожиданные, почти шокирующие новости пришли из США. Агентство Reuters, точно не относящееся к разряду «желтых СМИ» и «фейкометов», передало на днях, что администрация президента Трампа готовит проект международного договора о добыче полезных ископаемых на Луне. По имеющейся на данный момент информации, Россия не будет привлечена к разработке положений этого договора, но сможет присоединиться к нему позже, на условиях, разработанных и одобренных другими странами.

Договор, который будет называться «Artemis Accords», предполагает создание на Луне определенных «зон безопасности» вокруг предполагаемых лунных баз стран-участниц договора. Нужны они будут «для предотвращения ущерба или вмешательства» со стороны конкурентов. Кроме того, компании, занимающиеся разработкой лунных ресурсов, в соответствии с договором станут их собственниками.

Предположительно, к обсуждению положений договора будут привлечены Канада, страны ЕС, Япония, а также, как ни странно, ОАЭ. Причем, отсутствие в списке России объясняется ни чем иным, как озабоченностью Пентагона из-за «угрожающих» маневров российских спутников на орбите, что заставляет американских военных рассматривать Россию, цитирую, «как неприятеля». Ну а какие договоры с неприятелем? Вот именно…

Специально оговорено, что речь не идет о каких-то территориальных претензиях на лунную поверхность. Просто необходимо будет уведомлять «хозяев» участка о том, что вы собираетесь приблизиться к их владениям или, тем более, прилуниться в их пределах. Проконсультироваться с владельцем, как это можно сделать наиболее безопасным образом. И если он даст «добро», следовать его инструкциям и распоряжениям.

Это, как говорится, факты из новостной ленты. Но есть и другие упрямые факты, которые с новостями не очень стыкуются и заставляют нас задаться не очень простыми вопросами. И самый очевидный из них – а зачем все это нужно именно сейчас?

Все мы прекрасно знаем, что вывод на орбиту грузов стоит очень дорого. Соответственно, любая промышленная деятельность на орбите Земли или за нею будет обходиться в какие-то совершенно баснословные деньги. Если же мы говорим о добыче полезных ископаемых на Луне, можно только догадываться о себестоимости добываемых там ресурсов. Ведь буквально все придется завозить с Земли, обеспечивать там технологический процесс, присутствие людей, отправку грузов обратно (а это, чтобы дело хоть как-то окупилось хотя бы в теории, должны быть тонны полезных ископаемых за один рейс), посадку их на Землю. То есть, тонна доставленного с Луны груза будет обходиться, по самым скромным подсчетам, даже не в десятки, а в сотни миллионов долларов. А значит, даже если добывать там золото, при нынешних ценах на металл затея не окупится.

На всякий случай упомянём и о разведке полезных ископаемых. Даже в земных условиях это довольно сложный, трудоемкий и затратный процесс. На Луне его затратность возрастет на несколько порядков, то есть, минимум в тысячи раз. Предположить, что какая-то частная компания сможет «потянуть» геологоразведку во внеземных условиях, сейчас может только какой-нибудь романтик-фантаст, грезящий о завоевании других миров.

И все-таки, как ни странно, один проект добычи полезных ископаемых на Луне все-таки относится к разряду теоретически возможных и даже потенциально окупаемых. И это не добыча золота, палладия или других драгоценных металлов. Редкоземельные металлы платиновой или трансурановой групп тоже мимо. Нет, речь идет о гелии, а точнее, об его изотопе Гелий-3.

Как все мы не раз убеждались, наука не стоит на месте, и периодически мы становимся свидетелями её уверенных шагов вперед. Весьма вероятно, что в обозримом будущем такой шаг сделает и энергетика, перейдя от ядерной к термоядерной генерации. Это сулит огромные выгоды для всего человечества, хотя и сопряжено с огромными трудностями.

Прежде всего, давайте попробуем понять, чем отличается термоядерный синтез от привычного ядерного. Ядерный синтез основан на реакции деления ядер химических элементов. То есть, в ходе такой реакции какой-нибудь элемент теряет часть своего ядра, высвобождая некоторую энергию и превращаясь в более простой элемент. Лучше всего эта реакция происходит с «тяжелыми» элементами, например, с ураном или теми, что стоят за ним в таблице Менделеева.

Но есть и обратный процесс – реакция слияния ядер с образованием нового, более тяжелого, элемента. Самый простой пример такой реакции – водородная бомба. В ней атомы водорода сливаются в атом гелия, высвобождая при этом просто огромное количество энергии. Именно поэтому, например, мощность атомных бомб отсчитывают, обычно, от десятков килотонн (тысяч тонн) в тротиловом эквиваленте, а мощность водородных начинается, как правило, с мегатонн (миллионов тонн в тротиловом эквиваленте).

Правда, есть одна проблема – запустить реакцию термоядерного синтеза очень сложно, требуются огромные температуры и давление. Поэтому «запалом» для водородной бомбы служит бомба атомная. Причем, в прямом смысле – в корпус водородной бомбы, куда закачаны в нужном количестве изотопы водорода, помещена небольшая атомная бомба. И именно её взрыв создает на долю секунды необходимые для запуска термоядерной реакции температуры и давление.

Это, конечно, очень упрощенное описание запуска термоядерного взрыва, но оно дает некоторое представление о том, насколько это процесс сам по себе сложен. И это, заметьте, самый простой, взрывной вариант реакции. А теперь представьте, что ваша цель не взорвать все к «такой-то матери», а обеспечить спокойную, мирную термоядерную реакцию на протяжении достаточно длительного времени. То есть, удержать в очень небольшом замкнутом пространстве пламя, бушующее при температуре сотен миллионов градусов и выделяющее огромную энергию. Кроме того, эту энергию нужно ещё и как-то собрать, подчинить своей воле и направить в электрические сети, где вы сможете потреблять её посредством своих электрических приборов.

Так вот в этом-то и проблема. Увы, никому в мире ещё не удавалось подчинить себе термоядерный синтез и обеспечить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию на протяжении хотя бы нескольких секунд. Имеющиеся в настоящий момент установки типа токамак или стелларатор, являющиеся прообразами будущих термоядерных реакторов, пока научились удерживать плазму, разогретую примерно до ста миллионов тонн. Это, в общем, уже близко к необходимому. Но речи о промышленном производстве термоядерной энергии пока все равно не идет –не решены ключевые проблемы отбора энергии и быстрой деградации материалов, из которых этот реактор будет изготовлен.

То есть, термоядерная энергетика находится ещё в зачаточном состоянии, она, строго говоря, ещё даже не родилась. Но при этом нам предлагается добывать гелий-3, который может быть востребован в термоядерных реакторах следующего поколения, о строительстве которых пока даже не идет речь. Дело в том, что процесс термоядерного «горения» гелия-3 проходит при совсем уж фантастических температурах порядка миллиарда градусов, получение которых хотя бы в лабораторных условиях выглядит делом не самого близкого будущего.

С другой стороны, именно на этот ресурс ученые смотрят, как на наиболее перспективный. И интерес к нему велик – предполагается, что в случае перехода на термоядерный «гелиевый» синтез он сможет обеспечить Землю энергией примерно на пять тысяч лет. Точнее, не совсем так…

Дело в том, что на самой Земле данного изотопа очень мало. Общее его количество в атмосфере Земли оценивается всего в 35 тыс. тонн, что очень и очень мало. Его извлечение в земных условиях весьма проблематично именно в силу очень низкой распространенности. Увы, гелий-3, попадая на землю с солнечным ветром, абсорбируется атмосферой и так же легко покидает нашу планету.

А вот на Луне, где атмосферы нет, ситуация иная – там этот изотоп поглощается грунтом и его накопление идет быстрее, чем высвобождение. Именно поэтому его содержание там просто огромно по земным меркам – примерно одна десятая грамма на тонну. И это, даже при существующих технологиях, позволяет обеспечить его промышленную добычу на лунной поверхности. Правда, добыча всего одной тонны гелия-3 потребует переработки, как минимум, многих миллионов тонн лунного грунта, но тут хотя бы есть уверенность, что при некотором упорстве вы его добудете.

О том, что у России есть планы создать лунную базу, ещё в 2006 году объявил тогдашний глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов. По его словам, база и система транспортировки должны быть готовы к 2015 году, а ещё через пять лет, в 2020, там планируется начать промышленное производство гелия-3 и его доставку на Землю. Как мы понимаем, этим планам не суждено было сбыться даже отчасти, но сам факт такого заявления свидетельствует о некотором интересе к данному вопросу со стороны властей и крупного бизнеса.

В 2018 году Дмитрий Рогозин заявил, что гелий-3 интересен как будущее ракетное топливо. Хотя, если руководствоваться здравым смыслом, он имел в виду скорее «космическое» топливо и говорил в расчете на появление космических кораблей с термоядерной энергетической установкой. Увы, но именно как ракетное топливо гелий-3 в принципе не интересен и никогда интересен не будет – достаточно того, что это инертный газ, который в обычных условиях вообще не горит….

Эскизные проекты установок по производству гелия-3 на Луне и его транспортировке на Землю делались и в НАСА. Дальше этого, вроде бы, дело не пошло. Во всяком случае, громогласных заявлений о скором начале промышленного производства гелия на Луне они не делали…

Нынешнее потребление этого изотопа на Земле ограничивается тысячами литров. Он используется при производстве счетчиков нейтронов, а также недавно начал применяться для создания аппаратов МРТ (магнитно-резонансной томографии). Это потребление несколько выше, чем может обеспечить современная промышленность, но все равно вероятный дефицит гелия-3 вряд ли приведет к такому росту цен, что станет оправдана его коммерческая добыча на Луне.

А значит, спасти ситуацию может только стремительное развитие термоядерной энергетики. Иначе все разговоры о добыче ресурсов на луне ещё многие десятилетия будут чистой абстракцией…

Либо придется допустить другой вариант: возможно, за упоминавшимся в начале статьи договором стоит желание все-таки что-то замаскировать. Например, военное присутствие некоторых государств на лунной поверхности. И формулировка «предотвращение вмешательства» неплохо для этого подходит, ведь предотвращать вмешательство чем-то надо, правда? Например, оружием…

Пока трудно сказать, как на все это нужно реагировать России. Самый разумный, на первый взгляд, вариант – сразу заявить, что Москва не будет признавать положения этого договора и никогда к нему не присоединится, если он будет разработан без её участия. Разумеется, нужно будет и блокировать любые попытки протащить его через ООН. А с учетом того, что на стороне России наверняка выступит и Китай, которого тоже к обсуждению не пригласили, вероятность сделать его «внутренним документом» для очень ограниченного числа подписантов весьма высока.

В то же время, сам по себе факт подготовки такого договора может говорить о чем-то, что пока не известно рядовым гражданам. Например, о вероятности прорыва в области термоядерных исследований и о возможной революции в энергетике. Конечно, это всего лишь предположение, но должны же мы хотя бы в теории допустить, что от американцев исходит не только зло и коварство?

Материалы по теме:

Трамп издал указ, закрепляющий за США право добывать ресурсы на Луне

Лунные притязания Трампа: на что обиделся Роскосмос

США собрались добывать лунные ресурсы без России

СШАКосмосНаукаРоссияЛуна

Нашли опечатку в тексте? Выделите её и нажмите ctrl+enter

Луна и грош, или история гелиевой энергетики

С легкой руки американского президента в конце 2003 года в повестку дня встал вопрос о новых целях человечества в космосе. Высказанная среди прочих предложений задача создания обитаемой станции на Луне отчасти основывается на заманчивой идее использовать уникальные лунные запасы гелия-3 для получения энергии на Земле. Пригодится лунный гелий или нет, покажет будущее, но рассказ о нем достаточно увлекателен и позволяет сравнить наши знания о строении атомного ядра и Солнечной системы с практическими аспектами энергетики и горного дела.

Наука и жизнь // Иллюстрации

‹

›

Открыть в полном размере

ЗАЧЕМ? ИЛИ ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ — АЛХИМИЯ НАЯВУ

Превратить свинец в золото было мечтой средневековых алхимиков. Как всегда, природа оказалась богаче человеческих фантазий. Реакции ядерного синтеза создали все разнообразие химических элементов, заложив материальные основы нашего мира. Однако синтез может дать и нечто гораздо более ценное, чем золото, — энергию. Ядерные реакции в этом смысле подобны химическим (то есть реакциям преобразования молекул): каждое составное вещество, будь то молекула или атомное ядро, характеризуется энергией связи, которую необходимо потратить, чтобы разрушить соединение, и которая высвобождается при его образовании. Когда энергия связи продуктов реакции выше, чем исходных материалов, — реакция идет с выделением энергии, и, если научиться ее забирать в том или ином виде, исходные вещества можно использовать как топливо. Из химических процессов наиболее эффективна в этом смысле, как известно, реакция взаимодействия с кислородом — горение, которая сегодня служит основным и незаменимым источником энергии на электростанциях, на транспорте и в быту (еще больше энергии выделяется в ходе реакции фтора, особенно молекулярного, с водородом; однако и сам фтор, и фтористый водород — вещества чрезвычайно агрессивные).

Энергия связи протонов и нейтронов в ядре значительно больше, чем та, что связывает атомы в молекулы, и ее можно в прямом смысле слова взвесить, пользуясь великой формулой Эйнштейна E = mc²: масса атомного ядра заметно меньше масс отдельных протонов и нейтронов, его составляющих. Поэтому тонна ядерного топлива заменяет многие миллионы тонн нефти. Однако синтез не зря называется термоядерным: чтобы преодолеть электростатическое отталкивание при сближении двух положительно заряженных атомных ядер, нужно как следует разогнать их, то есть нагреть ядерное топливо до сотен миллионов градусов (вспомним, что температура есть мера кинетической энергии частиц). По сути, при таких температурах мы имеем дело уже не с газами или жидкостями, а с четвертым состоянием вещества — плазмой, в которой нет нейтральных атомов, а есть только электроны и ионы.

В природе подобные условия, подходящие для синтеза, существуют лишь в недрах звезд. Солнце своей энергией обязано так называемому гелиевому циклу реакций: синтезу ядра гелия-4 из протонов. В звездах-гигантах и при взрывах сверхновых рождаются и более тяжелые элементы, формируя, таким образом, все разнообразие элементов во Вселенной. (Правда, считается, что часть гелия могла образоваться и непосредственно при рождении Вселенной, во время Большого взрыва.) Солнце в этом смысле не самый эффективный генератор, потому что оно горит долго и медленно: процесс тормозит первая и самая медленная реакция синтеза дейтерия из двух протонов. Все следующие реакции идут гораздо быстрее и немедленно пожирают доступный дейтерий, в несколько этапов перерабатывая его в ядра гелия. В результате, даже если предположить, что в синтезе участвует только одна сотая солнечного вещества, находящаяся в его ядре, энерговыделение составляет всего лишь 0,02 ватта на килограмм. Впрочем, именно этой медлительности, объясняемой в первую очередь небольшой, по звездным меркам, массой светила (Солнце относится к категории субкарликов) и обеспечивающей постоянство потока солнечной энергии на многие миллиарды лет, мы обязаны самим существованием жизни на Земле. В звездах-гигантах преобразование материи в энергию идет значительно быстрее, но в результате они сжигают себя полностью за десятки миллионов лет, не успев даже толком обзавестись планетными системами.

Задумав провести термоядерный синтез в лаборатории, человек собирается таким образом перехитрить природу, создав более эффективный и компактный генератор энергии, чем Солнце. Однако мы можем выбрать гораздо более легко осуществимую реакцию — синтез гелия из дейтерий-тритиевой смеси. Планируется, что проектируемый международный термоядерный реактор — токамак «ИТЕР» сможет достичь порога зажигания, от чего, впрочем, еще очень и очень далеко до коммерческого использования термоядерной энергии (см. «Наука и жизнь» №№ 8, 9, 2001 г.). Основная проблема, как известно, состоит в том, чтобы удержать плазму, нагретую до нужной температуры. Так как никакая стенка при такой температуре не избежит разрушения, то удерживать плазменное облако пытаются магнитным полем. В водородной бомбе задача решается взрывом небольшого атомного заряда, сжимающего и нагревающего смесь до необходимой кондиции, но для мирного получения энергии этот способ мало подходит. (О перспективах так называемой взрывной энергетики см. «Наука и жизнь» № 7, 2002 г.)

Главный недостаток дейтерий-тритиевой реакции — высокая радиоактивность трития, период полураспада которого составляет всего 12,5 лет. Это самая радиационно-грязная из доступных реакций, причем настолько, что в промышленном реакторе внутренние стенки камеры сгорания необходимо будет менять через каждые несколько лет из-за радиационного разрушения материала. Правда, наиболее вредные радиоактивные отходы, требующие бессрочного захоронения глубоко под землей из-за большого времени распада, при синтезе не образуются совсем. Другая проблема заключается в том, что выделяемую энергию уносят в основном нейтроны. Эти не имеющие электрического заряда частицы не замечают электромагнитного поля и вообще плохо взаимодействуют с веществом, так что отобрать у них энергию непросто.

Реакции синтеза без трития, например с участием дейтерия и гелия-3, практически радиационно безопасны, так как в них используются только стабильные ядра и не производятся неудобные нейтроны. Однако, чтобы «зажечь» такую реакцию, нужно, компенсируя более низкую скорость синтеза, нагреть плазму в десять раз сильнее — до миллиарда градусов (одновременно решив задачу ее удержания)! Поэтому сегодня подобные варианты рассматривают как основу будущих термоядерных реакторов второго, следующего за дейтерий-тритиевым, поколения. Однако идея этой альтернативной термоядерной энергетики приобрела и неожиданных союзников. Сторонники колонизации космоса считают гелий-3 одной из основных экономических целей лунной экспансии, которая должна обеспечить потребности человечества в чистой термоядерной энергии.

ГДЕ? ИЛИ СОЛНЕЧНЫЙ ГОСТЬ

На первый взгляд проблем с тем, где взять гелий, быть не должно: он второй по распространенности во Вселенной элемент, а относительное содержание в нем легкого изотопа составляет немногим меньше одной тысячной доли. Однако для Земли гелий — экзотика. Это очень летучий газ. Земля не может удержать его своим тяготением, и почти весь первичный гелий, попавший на нее из протопланетного облака при образовании Солнечной системы, вернулся из атмосферы обратно в космос. Даже обнаружен гелий был сначала на Солнце, почему и получил название в честь древнегреческого бога Гелиоса. Позже его нашли в минералах, содержащих радиоактивные элементы, и, наконец, выловили в атмосфере среди других благородных газов. Земной гелий имеет в основном не космическое, а вторичное, радиационное, происхождение: при распаде радиоактивных химических элементов вылетают альфа-частицы — ядра гелия-4. Гелий-3 так не образуется, и поэтому его количество на Земле ничтожно и исчисляется буквально килограммами.

Запастись гелием космического происхождения (с относительно большим содержанием гелия-3) можно в атмосферах Урана или Нептуна — планет достаточно больших, чтобы удержать этот легкий газ, или на Солнце. Оказалось, что к солнечному гелию подобраться проще: все межпланетное пространство заполнено солнечным ветром, в котором на 70 тысяч протонов приходится 3000 альфа-частиц — ядер гелия-4 и одно ядро гелия-3. Ветер этот чрезвычайно разрежен, по земным меркам он представляет собой самый настоящий вакуум, и «сачком» его поймать невозможно (см. Наука и жизнь» № 7, 2001 г.). Зато солнечная плазма оседает на поверхности небесных тел, не имеющих магнитосферы и атмосферы, например на Луне, и, значит, можно опустошить какую-нибудь природную ловушку, исправно пополнявшуюся последние четыре миллиарда лет. В результате плазменной бомбардировки на Луну за это время выпало несколько сотен миллионов тонн гелия-3. Если бы весь солнечный ветер оставался на поверхности Луны, то кроме 5 граммов гелия-3 на каждом квадратном метре поверхности оказалось бы в среднем еще 100 килограммов водорода и 16 — гелия-4. Из этого количества можно было бы создать вполне приличную атмосферу, лишь немногим более разреженную, чем марсианская, или океан жидкого газа двухметровой глубины!

Однако ничего подобного на Луне нет, и лишь очень малая доля ионов солнечного ветра навсегда остается в верхнем слое лунного грунта — реголите. Исследования лунного грунта, привезенного на Землю советскими станциями «Луна» и американскими «Аполлонами», показали, что гелия-3 в нем примерно 1/100-миллионная часть, или 0,01 грамма на 1 тонну. А всего на Луне около миллиона тонн этого изотопа, по земным меркам очень много. При современном уровне мирового энергопотребления лунного топлива хватило бы на 10 тысяч лет, что примерно в десять раз больше, чем энергетический потенциал всего извлекаемого химического топлива (газа, нефти, угля) на Земле.

КАК? ИЛИ «В ГРАММ ДОБЫЧА, В ГОД ТРУДЫ»

К сожалению, никаких «озер» гелия на Луне нет, он более или менее равномерно рассеян по всему приповерхностному слою. Тем не менее с технической точки зрения процесс добычи довольно прост и в подробностях разработан энтузиастами колонизации Луны (см., например, www.asi.org).

Чтобы обеспечить современную годовую потребность Земли в энергии, необходимо завезти с Луны всего лишь около 100 тонн гелия-3. Именно это количество, соответствующее трем-четырем рейсам космических челноков — шаттлов, и завораживает своей доступностью. Однако сначала надо перекопать около миллиарда тонн лунного грунта — не такое уж большое количество по меркам горной промышленности: например, угля за год в мире добывают два миллиарда тонн (в России — около 300 миллионов тонн). Конечно, содержание гелия-3 в породе не слишком велико: например, разработка месторождений считается экономически эффективной, если золота в них содержится не менее нескольких граммов, а алмазов — не менее двух каратов (0,4 г) на тонну. В этом смысле гелий-3 можно сравнить разве что с радием, которого с начала ХХ века было получено всего лишь несколько килограммов: после обработки тонны чистого урана получается только 0,4 грамма радия, не говоря уже о проблемах добычи самого урана. В начале прошлого века, в период романтического отношения к радиоактивности, радий был довольно популярен и известен не только физикам, но и лирикам: вспомним фразу В. В. Маяковского: «Поэзия — та же добыча радия. В грамм добыча, в год труды». Зато гелий-3 дороже практически любого вещества, используемого человеком, — одна тонна стоила бы как минимум миллиард долларов, если пересчитать энергетический потенциал гелия в нефтяной эквивалент по бросовой цене 7 долларов за баррель.

Газ легко выделяется из реголита, нагретого до нескольких сотен градусов, скажем, при помощи зеркала-концентратора солнечных лучей. Не забудем, что еще надо отделить гелий-3 от гораздо большего количества других газов, в основном от гелия-4. Это делают, охлаждая газы до жидкого состояния и пользуясь незначительной разницей температур кипения изотопов (4,22 К для гелия-4 или 3,19 К для гелия-3). Другой изящный способ разделения основан на использовании свойства сверхтекучести жидкого гелия-4, который может самостоятельно перетечь через вертикальную стенку в соседнюю емкость, оставив после себя только несверхтекучий гелий-3 (см. «Наука и жизнь» № 2, 2004 г.).

Увы, заниматься всем этим придется в безвоздушном пространстве, не «в тепличных» условиях Земли, а на Луне. Придется переселить туда несколько шахтерских городов, что, в сущности, означает колонизацию Луны. Сейчас за безопасностью нескольких космонавтов на околоземной орбите следят сотни специалистов и в любой момент экипаж может вернуться на Землю. Если в космосе окажутся десятки тысяч человек, им придется жить в условиях вакуума самостоятельно, без детального присмотра с Земли, и обеспечивать себя водой, воздухом, топливом, основными строительными материалами. Впрочем, водорода, кислорода и металлов на Луне достаточно. Многие из них могут быть получены как побочный продукт добычи гелия. Тогда, вероятно, гелий-3 сможет стать выгодным товаром для торговли с Землей. Но поскольку люди, находящиеся в столь сложных условиях, будут нуждаться в гораздо большем количестве энергии, чем земляне, лунные запасы гелия-3 могут показаться нашим потомкам не такими уж безграничными и привлекательными.

Кстати, на этот случай есть и альтернативное решение. Если уж инженеры и физики найдут способ справиться с удержанием в десять раз более горячей, чем нужно для современного токамака, гелиевой плазмы (задача, кажущаяся сейчас совершенно фантастической), то, увеличив температуру еще всего лишь в два раза, мы «зажжем» и реакцию синтеза с участием протонов и бора. Тогда все проблемы с топливом будут решены, причем за гораздо меньшую цену: бора в земной коре больше, чем, например, серебра или золота, он широко используется как добавка в металлургии, электронике, химии. Различных боросодержащих солей горнообогатительные комбинаты выпускают сотни тысяч тонн в год, а если нам не хватит запасов на суше, то в каждой тонне морской воды содержится несколько граммов бора. И тот, у кого в домашней аптечке припасен пузырек борной кислоты, может считать, что у него есть собственный энергетический резерв на будущее.

Литература

Бронштейн М. П. Солнечное вещество . — Терра-книжный клуб, 2002.

Лунный грунт из моря изобилия. — М.: Наука, 1974.

Подписи к иллюстарциям

Илл. 1. Гелиевый цикл реакций ядерного синтеза начинается со слияния двух протонов в ядро дейтерия. На следующих этапах образуются более сложные ядра. Выпишем несколько первых наиболее простых реакций, которые понадобятся нам в дальнейшем.

p + p → D + e^—+ n

D + D → T + p или

D + D → ³He + n

D + T → ⁴He + n

D + ³He → ⁴He +2p

p + ¹¹Be → 3⁴He

Скорость реакции определяется вероятностью преодоления электростатического барьера при сближении двух положительно заряженных ионов и вероятностью собственно слияния ядер (так называемым сечением взаимодействия). В частности, чем выше кинетическая энергия ядра и чем меньше его электрический заряд, тем больше шансов пройти электростатический барьер и тем выше скорость реакции (см. график). Ключевой параметр теории термоядерной энергетики — критерий зажигания реакции — определяет, при какой плотности и температуре плазменного топлива энергия, выделяемая при синтезе (пропорциональная скорости реакции, умноженной на плотность плазмы и время горения), превысит затраты на нагрев плазмы с учетом потерь и коэффициента полезного действия. Наибольшая скорость у реакции дейтерия и трития, и, чтобы достичь зажигания, плазму с концентрацией около 10¹⁴ см^-3 необходимо нагреть до полутора сотен миллионов градусов и удерживать 1-2 секунды. Чтобы добиться положительного баланса энергии в реакциях на других компонентах — гелии-3 или боре, меньшую скорость надо компенсировать, в десятки раз увеличивая температуру и плотность плазмы. Зато при удачном столкновении двух ядер выделяется энергия, в тысячу раз превосходящая энергию, потраченную на их нагрев. Начальные реакции гелиевого цикла, образующие дейтерий и тритий в солнечном ядре, идут настолько медленно, что соответствующие кривые в поле этого графика не попали.

Илл. 2. Солнечный ветер — это поток разреженной плазмы, постоянно истекающей с солнечной поверхности в межпланетное пространство. Ветер уносит всего лишь около 3х10^-14 солнечной массы в год, но именно он оказывается основным компонентом межпланетной среды, вытесняющим межзвездную плазму из окрестностей Солнца. Так создается гелиосфера — своеобразный пузырек радиусом примерно в сто астрономических единиц, движущийся вместе с Солнцем через межзвездный газ. К ее границе сейчас, как надеются астрономы, подлетают американские спутники «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые скоро станут первыми космическими аппаратами, покинувшими пределы Солнечной системы. Впервые солнечный ветер обнаружила советская межпланетная станция «Луна-2» в 1959 году, однако косвенные свидетельства о наличии корпускулярного потока, идущего от Солнца, были известны и ранее. Именно солнечному ветру жители Земли обязаны магнитными бурями (см. «Наука и жизнь» № 7, 2001 г.). У орбиты Земли ветер содержит в среднем всего лишь шесть ионов на один кубический сантиметр, движущихся с умопомрачительной скоростью 450 км/с, что, впрочем, по масштабам Солнечной системы не так уж и быстро: на путешествие до Земли уходит трое суток. Солнечный ветер на 96% состоит из протонов и на 4% из ядер гелия. Примесь других элементов незначительна.

Илл. 3. Лунный реголит — это довольно рыхлый слой на поверхности Луны толщиной в несколько метров. В основном он состоит из мелких обломков со средним размером меньше миллиметра, накопившихся в течение миллиардов лет в результате разрушения лунных пород при перепадах температуры и ударах метеоритов. Исследования лунного грунта показали, что, чем больше в реголите окислов титана, тем больше и атомов гелия.

Илл. 4. Наличие титана в приповерхностном слое достаточно легко обнаруживается при дистанционном спектроскопическом анализе (красный цвет на правом изображении рисунка, полученном спутником «Клементина»), и, таким образом, получается карта «месторождений» гелия, которые, в общем, совпадают с расположением лунных морей.

Илл. 5. Чтобы добыть одну тонну гелия-3, нужно переработать поверхностный слой реголита на площади не менее 100 квадратных километров. Попутно удастся получить и значительное количество других газов, которые пригодятся для обустройства жизни на Луне. Рисунки взяты с сайта fti.neep.wisc.edu.

Космическое агентство Индии объявило о планах добывать гелий-3 на Луне — РБК

www.adv.rbc.ru

Скрыть баннеры

Ваше местоположение ?

ДаВыбрать другое

Рубрики

Курс евро на 22 октября
EUR ЦБ: 59,84

(-0,6)

Инвестиции, 16:15

Курс доллара на 22 октября
USD ЦБ: 61,2

(-0,31)

Инвестиции, 16:15

ЦБ разъяснил условия кредитных каникул для мобилизованных

Финансы, 20:40

Жителей Белгорода и области отселят в санаторий в Подмосковье

Политика, 20:04

Пушилин заявил об отсутствии ограничений на выезд из ДНР

Политика, 19:57

www. adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

Что значит режим повышенной готовности для водителей: кого точно проверят

Авто, 19:55

Ученые РАН предложили создать альтернативу Нобелевской премии

Общество, 19:54

Пентагон сообщил, что беседа Шойгу с Остином состоялась по инициативе США

Политика, 19:47

Военная операция на Украине. Главное

Политика, 19:41

Как оставаться востребованным специалистом?

Осваивайте один полезный навык каждую неделю с Программой развития РБК Pro

Узнать подробнее

Приднестровье обратилось к России за помощью из-за дефицита газа

Политика, 19:33

Бренд Uniqlo подтвердил закрытие магазинов в России

Life, 19:25

Макрон обвинил США в «двойных стандартах» из-за цен на газ

Политика, 19:15

Глава СНБО заявил, что русский язык с Украины должен «исчезнуть вообще»

Политика, 19:05

Премьером Италии впервые стала женщина

Политика, 19:03

Пряник за рекрутинг: что поможет трудоустроить людей с инвалидностью

Партнерский проект, 19:02

«Русский Месси» перешел в клуб Медиалиги

Спорт, 18:59

www. adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

Индия намерена стать лидером в области добычи на Луне ценного изотопа, который можно использовать для получения энергии, — гелия-3, заявил глава космического агентства Индии Сиван Кайласавадиву

Индийская организация космических исследований (ISRO)

(Фото: Aijaz Rahi / AP)

Индийская организация космических исследований (ISRO) намерена развивать программу, конечной целью которой должно стать лидерство в добыче гелия-3 на Луне. Об этом заявил глава ISRO Сиван Кайласавадиву, сообщает The Economic Times.

Ученые считают, что гелий-3 (один из двух стабильных изотопов инертного газа гелия) можно с выгодой использовать для получения энергии с помощью реакции термоядерного синтеза. По оценке заведующего отделом исследований Луны и планет Государственного астрономического института МГУ им. Ломоносова Владислава Шевченко, имеющиеся на Луне запасы гелия-3 могут обеспечить землян энергией на 5 тыс. лет вперед.

«Страны, которые будут обладать технологиями для доставки этого ресурса с Луны на Землю, будут управлять всем процессом, — сказал Кайласавадиву. — Я не хочу быть частью этого процесса, я хочу его возглавить».

www.adv.rbc.ru

В октябре Индия намерена отправить на Луну миссию «Чандраян-2» в составе орбитального и посадочного модулей с шестиколесным луноходом на борту. Этот луноход планируют высадить в районе Южного полюса, он будет заниматься поисками гелия-3 и воды минимум в течение 14 дней.

www.adv.rbc.ru

По словам Кайласавадиву, предстоящая миссия — важный шаг в лунной программе Индии, которая также подразумевает размещение космической миссии на орбите Луны и даже высадку индийских астронавтов на этот спутник Земли. Правительству Индии еще предстоит установить временные рамки для реализации поставленных задач. «Мы готовы и ждем», — сказал глава ISRO.

По словам председателя космического агентства, для реализации амбициозного плана предстоит разработать технологии по выделению гелия-3 из лунного грунта, а также способы его доставки на Землю.

Гелий-3 поступает на Луну вместе с потоком ионизированных частиц (так называемый солнечный ветер). Землю от такого процесса защищает, как пишет The Economic Times, магнитное поле. На Луне же, по разным оценкам, накопилось от 500 тыс. до нескольких миллионов тонн этого вещества.

Гелий-3 присутствует в очень незначительном количестве и в атмосфере Земли, куда выделяется по несколько килограммов в год из мантии во время извержений вулканов или через трещины в коре. В ограниченном количестве этот изотоп получают при распаде искусственно полученного трития (радиоактивный изотоп водорода). Сейчас он используется в основном при магнитно-резонансной томографии легких.

Китай вернул гелий-3 с Луны, открыв дверь в технологии будущего

Китайская миссия «Чанъэ-5» вернула новый минерал с поверхности Луны. Китайские ученые называют минерал «Changesite-(Y)». Минерал был описан государственным информационным агентством Xinhau как «вид бесцветного прозрачного столбчатого кристалла». Кроме того, китайцы утверждают, что новый минерал содержит гелий-3, изотоп, который многие ученые рекламируют как потенциальное топливо для будущих термоядерных реакторов.

Кристаллический минерал был чрезвычайно крошечным, примерно в одну десятую размера человеческого волоса. Новый минерал представляет огромный интерес для лунных геологов. Содержащийся в нем гелий-3 может изменить мир.

Ученые знали, что лунная поверхность содержит залежи гелия-3 со времен программы «Аполлон». Основное преимущество синтеза гелия-3 по сравнению с синтезом с использованием трития и дейтерия, изотопов водорода, заключается в том, что он не создает радиоактивных нейтронов. Его главный недостаток заключается в том, что достичь контролируемой термоядерной реакции с гелием-3 гораздо сложнее, чем с использованием более традиционных видов топлива.

По данным НАСА, Китай готовится к следующему этапу своей программы исследования Луны, которая приведет к созданию «исследовательской базы» на южном полюсе Луны. Запланированные миссии включают в себя:

Chang’e 6, которая, как и Chang’e 5, будет миссией по возврату образцов, сосредоточенной на южном полюсе Луны. Скорее всего, он попытается вернуть лед, расположенный в постоянно затененных кратерах на южном полюсе.

Chang’e 7, который будет сочетать в себе орбитальный аппарат, посадочный модуль и вездеход, предназначенный для поиска воды на южном полюсе Луны. Эта миссия может предшествовать миссии Чанъэ 6.

Chang’e 8, предназначенный для тестирования технологий возможного строительства лунной базы.

Китай, возможно, в партнерстве с Россией, все еще планирует высадку на Луну с экипажем где-то в 2030-х годах.

Между тем, дважды отложенная миссия НАСА «Артемида-1» имеет новую дату запуска. Если все пойдет хорошо, мощная ракета Space Launch System стартует 27 сентября, а 2 октября будет резервной датой запуска. Всякий раз, когда он будет запущен, миссия отправит космический корабль Orion, набитый инструментами и другим грузом, в долгое путешествие вокруг Луны, прежде чем он приземлится в Тихом океане у побережья Калифорнии.

Две роботизированные космические миссии, одна от Intuitive Machines, а другая от Astrobotic, все еще запланированы на конец года или начало следующего года. В случае успеха они высадят зонды на поверхность Луны, доказав эффективность программы коммерческих лунных систем полезной нагрузки (CLPS), которая объединяет частные компании с НАСА для серьезного начала исследования Луны. В последующие годы будет проведено больше миссий CLPS, хотя программе не дает покоя банкротство одного из участников, Masten Space Systems.

НАСА все еще планирует отправить Artemis 2 и экипаж из четырех астронавтов, один из которых из Канады, вокруг Луны в 2024 году. В следующем году (или, возможно, через год) Artemis 3 высадит первых астронавтов на поверхность Луны. с момента полета Аполлона-17 в 1972 году.

Существует много причин для возвращения на Луну: наука, торговля и право хвастаться, которые превращаются в мягкую политическую силу. Однако возвращение Китаем гелия-3 предполагает, что Луна может стать Персидским заливом середины-конца 21 века. Чистая и обильная энергия термоядерного синтеза изменит мир способами, которые едва ли можно оценить.

Конечно, остается проблема с запуском технологии синтеза гелия-3. Синтез гелия-3 может не стать реальностью до середины этого века из-за связанных с этим технологических препятствий. Однако некоторые изменения в американской космической и энергетической политике могут ускорить появление синтеза гелия-3.

Десять лет назад мы ошиблись Си Цзиньпином. На его коронации мы должны задуматься о том, почему

Каннабис должен быть исключен из Закона о контролируемых веществах

Соединенным Штатам следует начать испытания добычи полезных ископаемых на поверхности Луны, в частности извлечения гелия-3 из лунного грунта. Затем гелий-3 можно было бы доставить на Землю и предоставить исследовательским лабораториям, чтобы они могли продолжить исследования и разработки того, что обещает стать решением как дефицита энергии, так и изменения климата.

Страна, которая контролирует источник энергии, поддерживающий развитие технологической цивилизации, будет контролировать Землю. Если Китай станет этой страной, учитывая его репутацию в области прав человека и имперскую внешнюю политику, история примет мрачный оборот. Поэтому США и страны, подписавшие Artemis Accords, должны получить контроль над лунным гелием-3 и разработать технологию его использования в качестве источника термоядерной энергии. Таким образом, программа Артемида обеспечит продолжение процветания и свободы человека на Земле.

Марк Р. Уиттингтон – автор исследований по исследованию космоса «Почему так сложно вернуться на Луну?» а также «Луна, Марс и не только» и «Почему Америка возвращается на Луну?» Он ведет блог в Curmudgeons Corner.

Теги

Китай

Марк Р. Уиттингтон

Луна

НАСА

Пространство

Технологии

Возможность добычи лунного гелия-3

NASA/ADS

Возможность добычи лунного гелия-3

Кляйншнайдер, Андреас

;

Ван Оверстратен, Дмитрий

;

Ван дер Рейнст, Рой

;

Ван Хорн, Нильс

;

Ламерс, Марвин

;

Юбер, Лоран

;

Дейк, Берт

;

Бланже, Джоуи

;

Хогевен, Джоэл

;

Де Бур, Леннарт

;

Нумен, Рон

Аннотация

Поскольку запасы ископаемого топлива истощаются, а глобальный спрос на энергию растет, потребность в альтернативных источниках энергии становится очевидной. Ядерный синтез с использованием гелия-3 может стать решением. Гелий-3 — редкий изотоп на Земле, но его много на Луне. В космическом сообществе лунный гелий-3 часто называют основной причиной возвращения на Луну. Несмотря на потенциал добычи лунного гелия-3, было проведено мало исследований по полной сквозной миссии. В данном реферате представлены результаты технико-экономического обоснования, проведенного студентами Делфтского технологического университета. Цель исследования состояла в том, чтобы оценить, является ли непрерывная сквозная миссия по добыче гелия-3 на Луне и возвращению его на Землю жизнеспособным вариантом для будущего энергетического рынка. Установленные требования для репрезентативной сквозной миссии заключались в том, чтобы обеспечить 10% мирового спроса на энергию в 2040 году. Элементы миссии были выбраны с многочисленными компромиссами между консервативными и новыми концепциями. Архитектура миссии с несколькими отдельными элементами для каждого транспортного сегмента (НОО, переход, поверхность Луны) оказалась лучшим вариантом. Было обнаружено, что наиболее важным элементом является сама добыча полезных ископаемых на Луне. Для обеспечения 10% мирового спроса на энергию в 2040 году потребуется 200 тонн гелия-3 в год. В результате скорость добычи реголита составит 630 тонн в секунду, исходя из оптимистичной концентрации гелия-3 в 20 частей на миллиард в лунном реголите. При использовании майнера Mark III Университета Висконсина потребуется от 1700 до 2000 горнодобывающих машин Helium-3. Требуемая мощность нагрева при добыче и днем, и ночью составила бы в сумме 39ГВт. В результате масса энергосистемы для лунных операций будет порядка от 60 000 до 200 000 тонн. Потребуется парк из трех аппаратов для подъема/спуска на Луну и 22 аппаратов непрерывной тяги для перехода на орбиту. Стоимость элементов миссии была распределена по ожидаемому сроку службы. Полученная прибыль от синтеза гелия-3 была рассчитана с использованием прогнозируемой минимальной цены на энергию в 2040 году в размере 30,4 евро/МВтч. Годовые затраты составляют от 427,7 до 1 347,9 млрд евро, а ожидаемая годовая прибыль – от -724,0 до 260,0 млрд евро. Из-за большого масштаба миссии было также оценено, что она обеспечит 0,1% и 1% мирового спроса на энергию в 2040 году. Для 1% годовые затраты составляют от 45,6 до 140,3 млрд евро, а ожидаемая годовая прибыль составляет -78,0. до 23,1 млрд евро. Для 0,1% годовые затраты составляют от 7,7 до 20,5 млрд евро. Ожидаемая годовая прибыль составляет от -14,3 до -0,8 млрд евро. Осуществимость рассматривалась в трех аспектах. Технически миссия чрезвычайно сложная и сложная. Однако большинство необходимых технологий уже существуют или могут быть разработаны в разумные сроки. С политической и правовой точки зрения действующие международные договоры едва ли обеспечивают какие-либо рамки для добычи полезных ископаемых на Луне. В финансовом отношении миссия приносит чистую прибыль только в лучшем случае и только для операций среднего и крупного масштаба, которые требуют очень больших первоначальных инвестиций. Чтобы сделать возможным использование лунного гелия-3, дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на добыче полезных ископаемых и стоимости термоядерных установок, поскольку их влияние намного превосходит все другие элементы миссии. Тем не менее, можно исследовать различные транспортные концепции. Многие — не только технические — проблемы, связанные с добычей гелия-3, еще предстоит решить. Хотя это исследование является лишь отправной точкой для дальнейших исследований, оно показывает, что, несмотря на популярные утверждения, лунный гелий-3 не подходит для обеспечения значительной доли мирового спроса на энергию в 2040 году.

Публикация:

40-я Научная ассамблея КОСПАР

Дата публикации:

2014

Биб-код:

2014cosp…40E1515K

Гелий-3: Лунная золотая лихорадка | OpenMind

В 1986 году ученые из Института термоядерных технологий Университета Висконсина подсчитали, что лунная «почва», называемая реголитом, содержит один миллион тонн гелия-3 (³ He), материала, который может быть используется в качестве топлива для производства энергии путем ядерного синтеза. Согласно исследованию, его добыча была бы прибыльным делом: энергия, производимая гелием-3, была бы в 250 раз больше той, которая необходима для извлечения этого ресурса с Луны и транспортировки его на Землю, где находятся лунные запасы гелия-3. может удовлетворить потребности человека на протяжении столетий.

Анализ, проведенный исследователями на основе образцов, собранных миссиями «Аполлон», вызвал лихорадку в отношении этого нового лунного золота, которое будет стоить миллиарды долларов для тех, кто его контролирует. Однако спустя более 30 лет до сих пор не собрано ни грамма, и есть те, кто говорит, что этого никогда не произойдет, потому что, по их мнению, гелий-3 лишь надул огромный шар необоснованных домыслов.

Ядерный синтез легких атомов, таких как изотопы водорода дейтерий ( ² H) и тритий (³ H) десятилетиями рассматривались как источник энергии будущего, неисчерпаемый и гораздо менее загрязняющий окружающую среду, чем деление тяжелых атомов, таких как уран. Тем не менее, технологическое развитие, необходимое для того, чтобы это был практичный и энергоэффективный вариант, по-прежнему занимает исследователей, и это не совсем чистая энергия: синтез дейтерия и трития производит нейтроны, частицы, которые вызывают радиоактивное загрязнение и которые не могут быть ограничены электромагнитными полями, так как они лишены электрического заряда.

Напротив, гелий-3 (нерадиоактивный изотоп газа, используемого для надувания воздушных шаров) обладает замечательными преимуществами: его синтез с дейтерием более эффективен, чем дейтерия-трития, и он выделяет не нейтроны, а протоны, что может быть легко содержится благодаря их положительному заряду. Кроме того, можно улавливать его энергию для производства электроэнергии напрямую, без необходимости нагрева воды для вращения турбин, как в современных атомных электростанциях.

Основные препятствия

Проблема в том, что гелия-3 на Земле крайне мало . Этот изотоп поступает в основном из солнечного ветра, но Земля защищена щитом своей атмосферы и своего магнитного поля. Напротив, за миллиарды лет Луна накопила невероятное количество этого материала в своем поверхностном слое, хотя и в таких низких концентрациях, что для его сбора потребовалось бы перерабатывать огромное количество реголита, нагревая его до 600 °C. К этому добавится трудность и стоимость транспортировки на Землю.

Аэрофотоснимок строительной площадки ИТЭР. Кредит: Национальная лаборатория Ок-Риджа

Несмотря на серьезные препятствия, «могут быть некоторые шансы использовать гелий-3 в качестве топлива второго поколения», — сообщает OpenMind физик термоядерного синтеза Джон Райт из Массачусетского технологического института. Однако, по мнению Райта, «прежде чем нам придется беспокоиться о добыче полезных ископаемых, все равно потребуются значительные улучшения в технологии синтеза».

Основные возражения против синтеза с гелием-3 резюмирует Фрэнк Клоуз, физик из Оксфордского университета. В 2007 году Клоуз написал в журнале Physics World , что «дейтерий реагирует с гелием-3 в 100 раз медленнее, чем с тритием», что потребует гораздо более высоких температур плавления, чем в современных реакторах. На практике, указал Клоуз, дейтерий имеет тенденцию сливаться сам с собой с образованием трития, который затем снова реагирует с дейтерием, как при обычном синтезе, с образованием нейтронов. Подводя итог, Клоуз назвал идею выработки электроэнергии на лунном гелио-3 чепухой.

«Гелий-3 не имеет отношения к термоядерному синтезу», подчеркивает Близко к OpenMind ; «Ничего не изменилось в законах физики со времени моей статьи 2007 года». Хотя физик считает, что мы можем увидеть развитие добычи полезных ископаемых на Луне, «нет смысла лететь на Луну за гелием-3, если ваша цель — синтез».

Новые стратегии синтеза

Однако возражения Клоуза основаны на обычных термоядерных реакторах, таких как ITER, международный проект, строящийся во Франции, который будет весить в три раза больше, чем Эйфелева башня, и достигать температуры 150 миллионов градусов по Цельсию. . Подобная конструкция для синтеза гелия потребует более высоких температур и еще более массивных размеров . Поэтому нужны новые стратегии. «Задача состоит в том, чтобы контролировать количество трития, остающегося в плазме в результате этих побочных реакций, чтобы свести к минимуму образование дейтериево-тритиевых нейтронов», — пишет Райт.

И кто-то сделал это возможным, хотя и без положительного энергетического баланса. Джеральд Кульчински, директор Института термоядерных технологий Университета Висконсина и один из авторов новаторского исследования 1986, занимается термоядерным синтезом гелия-3 в течение десятилетий. «Это верно, что энергия, необходимая для синтеза дейтерия-гелия-3, примерно в два-три раза выше, чем для дейтерия-трития», — говорит Кульчински OpenMind .

Джеральд Кульчински десятилетиями занимался термоядерным синтезом гелия-3. Credit: University of Wisconsin-Madison

Небольшой реактор, разработанный исследователем, преодолевает препятствие, минимизируя производство нейтронов и уменьшая их энергию. Еще более многообещающим, добавляет Кульчински, является синтез гелия-3-гелия-3, более сложный, но полностью безнейтронный . «Это действительно изменило бы правила игры, но я не уверен, что увижу это в своей жизни», — заключает он. По мнению аналитика Томаса Симко из Университета RMIT в Австралии, «гелиевые термоядерные реакторы, вероятно, не будут разработаны до середины века».

Но даже при преодолении камней преткновения термоядерной технологии все равно остается лунная добыча полезных ископаемых. Однако Симко указывает, что первые исследовательские шаги мы, вероятно, увидим уже в ближайшие годы, так что «когда понадобится гелий-3, уже будет известно, где он находится и как его добывать и доставлять».

Первые шаги по добыче полезных ископаемых на Луне

Действительно, кажется, что эти первые шаги уже делаются. Некоторые национальные космические агентства, а также различные частные компании нацелились на добычу полезных ископаемых на Луне, к чему добавляется интерес развивающихся держав: китайский зонд Chang’e 4 , расположенный на скрытой стороне Луны, может включать в себя среди его целей предварительное отслеживание присутствия гелия-3, то же самое было сказано и о лунной миссии Chandrayaan 2 , который Индия запустит в апреле.

Эскизный проект добычи лунного гелия-3. Кредит: University of Wisconsin-Madison

Со своей стороны, Европейское космическое агентство подписало контракт с несколькими компаниями для изучения будущей эксплуатации ресурсов лунного реголита для поддержки обитаемой колонии ; в этом случае гелий-3 можно было бы использовать для питания местного реактора или даже в качестве топлива для космических кораблей, работающих на ядерном синтезе.

На самом деле, многие эксперты считают это in situ использование ресурсов более реалистичным вариантом. «Я не думаю, что можно так много выиграть, добыв Луну и вернув ее на Землю», — говорит планетолог-геолог Пол Бирн из Университета штата Северная Каролина. «Я думаю, что гораздо лучше использовать наши деньги, время и креативность, чтобы использовал лунные ресурсы для поддержки людей, живущих на Луне , и для поддержки будущих исследований роботов и экипажей в других частях Солнечной системы».