Вопрос дня

18 мая 2020, 19:30

Какими ресурсами богата Луна?

Фото: Contour Crafting and University of Southern California/NASA

В первую очередь, и это самое важное – водой.

НАСА представило международные правила для освоения Луны, анонсированные месяцем ранее президентом Дональдом Трампом. Документ призывает всех подписантов разделить спутник Земли на мирные зоны для исследований и добычи ископаемых и делиться с другими результатами своих исследований.

При этом работы по добыче в агентстве считают «критическими» для дальнейшего освоения космоса и просто для развития. При этом зоны безопасности не означают колонизации Луны, в документе подчеркивается, что все страны обязаны следовать Договору о космосе от 1966 года. Там говорилось, что «космическое пространство не подлежит присвоению никаким государством».

Вода

H2O – ключевой ресурс как для освоения самой Луны, так и для последующих изысканий в космосе. Ее смогут пить космонавты на лунных базах, из нее можно будет выделить кислород, чтобы они смогли дышать, а водород может стать неплохим видом ракетного топлива. На Землю везти воду нет никакой необходимости, а вот на спутнике она очень пригодится, став фундаментом для освоения его территории. 

Воду искали на Луне в течение нескольких десятилетий, но окончательно доказать, что она там действительно есть, удалось только в 2009 году. Еще через 10 лет, в 2019-м, благодаря работе двух индийских зондов «Чандраян» появились обоснованные предположения о том, что воды, а точнее льда, на спутнике гораздо больше, чем предполагалось ранее. А именно – миллионы тонн, сосредоточенные преимущественно на полюсах

И это как раз основной фактор, играющий важную роль в выборе мест для строительства лунных баз. Дело в том, что в силу особенностей Луны воду нужно искать прежде всего на участках, практически не освещаемых Солнцем – там ее гарантированно будет больше. Днем поверхность спутника разогревается до 127 °C, и в таких условиях вода моментально испаряется. Но есть на Луне участки, куда солнечный свет практически не проникает. И как раз на полюсах такие точки тесно соседствуют с местами, где недостатка в свете нет.

К примеру, гора Малаперт, где собиралась размещать базу одна из российских компаний, находится на свету в течение 89% времени, и там, соответственно, можно поставить солнечные батареи, чтобы обеспечить комплекс энергией. А рядом с Малапертом – кратер Шеклтон, где температура постоянно держится на среднем уровне в -183 °C. Там можно добывать воду, и это должно быть не слишком сложно, поскольку она, судя по всему, лежит прямо на поверхности, в лунном грунте.

В качестве основного метода добычи пока рассматривается так называемый тепличный – когда над лунным грунтом сооружают огромные теплицы, направляют в них энергию, которая разогревает поверхность спутника, и вода испаряется, оседая внутри сооружения. Затем полученную воду собирают и делят на составляющие – кислород, водород. Но с тепличным методом проблема в том, что он очень энергозатратный. Поэтому ученые разрабатывают альтернативы. Последняя из них, в частности, предполагает некую бурильную установку, которую помещают на несколько метров вглубь лунного грунта, и она сама выделяет воду в специальный резервуар на поверхности. 

Гелий-3

Вслед за водой, важность которой прежде всего насущная, идет изотоп гелия, гелий-3. В лунном грунте его немало, и скопился он там за миллиарды лет из-за облучения солнечными ветрами, которые пропускает слабая атмосфера спутника. До Земли эти ветра практически не доходят, мешает магнитное поле планеты. 

Вообще гелий-3 – это такой таинственный «фантомас» Луны, притягательный, близкий и в то же время далекий. Гелий-3 привлекает исследователей, в отличие от воды, перспективами, которые он может открыть. В середине нулевых тогдашний глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов даже говорил о добыче гелия-3 как о приоритетной задаче будущей российской лунной станции.

Все дело в энергетическом потенциале изотопа – термоядерный синтез гелия-3 с дейтерием, изотопом водорода, позволит создавать электростанции, вдвое более эффективные, чем нынешние, при меньших объемах ресурсов. К примеру, ученые подсчитали, что приблизительный объем гелия-3 в одном только море Спокойствия на Луне мог бы обеспечивать все земные атомные электростанции, работающие сейчас на уране, в течение 50 лет. Были даже громкие заявления о том, что энергии гелия-3 хватит Земле на пять тысяч лет вперед.

Все подобные прогнозы, к сожалению, проверить в нынешних условиях практически нереально – человечество пока не создало реакторов, способных проводить синтез дейтерия с гелием-3. Не произойдет этого, судя по всему, и в ближайшие два–три десятилетия. Пока самый большой шаг в этом направлении – строящийся уже 12 лет Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER) (довольно живописно смотрящийся в разрезе). Но и он не решит вопрос с синтезом гелия-3 – ITER к 2035 году должен начать синтезировать хотя бы дейтерий с тритием. Это менее сложный процесс и более «радиоактивный», при нем образуются нейтроны, то есть нейтронная радиация. 

Строительство ITER во Франции уже потребовало около 20 млрд евро, и сколько понадобится еще, непонятно. Притом что на полную мощность реактор может выходить в течение 20 лет после запуска. 

И даже если допустить, что ITER или следующий реактор начнут работы непосредственно с гелием-3 к 2050–2060 году, то только с этой точки можно будет проектировать цепочку «добыча на Луне – транспортировка – синтез на Земле», поскольку иначе пришлось бы базироваться только на теориях. Затем еще немало времени уйдет на создание всей необходимой техники, ее испытания и запуск, что дает критикам идеи о добыче гелия-3 повод говорить о сотнях лет, необходимых для налаживания всего процесса. И тут нужно учитывать, что первые испытания синтеза будут международными, а добывать гелий страны хотят по отдельности. И чтобы получить какие-то национальные выгоды за счет этого изотопа, придется сначала создать такие термоядерные реакторы на своей земле. То есть речь, вполне возможно, действительно не о десятках лет.

Но если ITER вдруг совершит прорыв в управляемом термоядерном синтезе и процесс с участием гелия-3, а фактически для него понадобится создать искусственное Солнце внутри реактора, удастся наладить в более-менее обозримом будущем, то встает вопрос о рентабельности лунной добычи. В 2014 году ученые подсчитали, что если к 2040 году она вдруг все же начнется, что маловероятно, при самом оптимистичном сценарии ежегодные убытки от всего процесса будут составлять от 14 до 0,8 млрд долларов.

Интересно, что на фоне всего хайпа вокруг гелия-3 ни Роскосмос, ни НАСА официально не объявляли о планах по его добыче на Луне, в отличие от тех же Китая и Индии. Американское агентство, к примеру, ограничивается лишь скудными сообщениями о различных студенческих попытках разработать что-либо для добычи изотопа или сводками насчет последних исследований относительно синтеза. И в том и в другом случае задействован Университет Висконсина, один из профессоров которого, Джеральд Кульчинский, является главным сторонником добычи гелия-3 в США. При этом НАСА всерьез рассматривало вариант добычи изотопа на Луне, но в далеком 1988 году. Дело так и не пошло.

Для эффективной добычи гелия-3 с поверхности Луны любой стране одновременно нужны две вещи: очень развитые энергетика и космическая отрасль. И желательно, чтобы они слаженно работали вместе, чего нет практически нигде. Тот же Кульчинский в 2007 году сетовал: «Прихожу в министерство энергетики, они говорят: «Мы можем сделать синтез, только вам никто не добудет гелий-3». Прихожу в НАСА: «Гелий добыть мы можем, но вам никто не синтезирует его». 

Так что гелий-3 пока по-прежнему остается красивой сказкой.

Другие лунные ресурсы

Помимо гелия-3 и воды реголит спутника содержит в себе множество других элементов. Например, кремния или металлов, среди которых титан, алюминий, железо. В большинстве случаев на Земле не наблюдается их дефицита, поэтому везти эти элементы с Луны нерентабельно. А вот добывать их для использования на Луне (для создания станций и различных аппаратов) – вполне. Есть еще редкоземельные элементы вроде скандия и лантана, которые используют в электронике и, например, при создании электромобилей, но и их тоже без особых проблем добывают на Земле.

В связи с этим ставку при освоении лунной поверхности пока можно сделать лишь на воду – она поможет и создать на спутнике обитаемые базы, и заняться там выращиванием чего-либо, но главное – она сформирует площадку для дальнейшего освоения космоса. Сделать из Луны «космическую бензоколонку», создающую из воды ракетное топливо для дальнейшего пути кораблей, вполне реально.

Вам может быть интересно

Путин попросил Набиуллину почаще посещать заседания правительства
Темы дня

Судьбу выборов на Украине определит позиция России

Разговор о выборах на Украине вышел за рамки внутренней процедуры, превратившись в многоходовую дипломатическую игру. Выдвигая условия к Западу и меняя электоральные правила, Владимир Зеленский решает сразу несколько задач: снимает внешнее давление, создает образ готовности к диалогу и формирует юридические заслоны от нежелательного результата. Что это означает на практике и почему позиция Москвы здесь может сыграть решающую роль?

Когда российская нефть подорожает

Стоимость российской нефти Urals упала до 34 долларов за баррель, а размер скидки удвоился и достиг целых 27 долларов за каждый баррель. Санкции США наконец-то сработали, радуется Bloomberg. Кто наживается на этом дисконте и как Россия переживет сильное падение цен?

Ветеран ФСБ оценил возможные версии подрыва полицейских на юге Москвы

Макрон обвинил США в запугивании Европы

Первый российский танкер-газовоз СПГ для Арктики передан заказчику

Новости

Лавров поздравил Захарову с юбилеем

Глава МИД России Сергей Лавров поздравил официального представителя ведомства Марию Захарову с юбилеем, особо отметив ее вклад в развенчание западной пропаганды и высокий уровень профессионализма.

Полиция Подмосковья нашла перевозивших детей в курьерских сумках мужчин

Двое граждан одного из государств Средней Азии были доставлены в полицию в Подмосковье за то, что перевозили детей в курьерских сумках на электровелосипедах, сообщила официальный представитель МВД России Ирина Волк.

Орбан заявил об упущенных возможностях Европы предотвратить конфликт с Россией

Евросоюз мог бы предотвратить конфликт на Украине еще в 2022 году, если бы сделал ставку на дипломатические усилия, а не последовал за политикой администрации Байдена, заявил премьер-министр Венгрии Виктор Орбан.

В МИД сообщили о сигналах США по совместному освоению Арктики

Россия получает сигналы от США о возможном обсуждении сотрудничества в Арктике, а также есть надежда на восстановление прямого авиасообщения между странами, заявил глава департамента Северной Атлантики МИД Александр Гусаров.

Самолет «Байкал» совершил первый полет с двигателем ВК-800

Летные испытания легкого многоцелевого самолета «Байкал» с новым отечественным двигателем ВК-800 и воздушным винтом АВ-901 стартовали на аэродроме Уральского завода гражданской авиации, сообщил Минпромторг.

При взрыве машины на юге Москвы погибли два сотрудника ДПС и еще один человек

В ночь на среду сотрудники ДПС на улице Елецкой в столице увидели подозрительного человека у служебного автомобиля полиции, когда они подошли ближе, сдетонировало взрывное устройство, сообщили в Следственном комитете России.

Стало известно о подготовке ВВС Финляндии к боям с Россией

Финляндия усиливает свою авиагруппировку, оснащая истребители F-35A современными ракетами AIM-120D3 для повышения боеготовности для возможного противостояния с Россией, пишет The National Interest.

Эксперт: «Мирный план» Зеленского совершенно неприемлем

Судя по всему, Москва отвергнет так называемый мирный план Киева. Среди 20 пунктов есть те, которые противоречат Конституции России, интересам жителей исторических регионов, а также не учитывают цели спецоперации, сказал газете ВЗГЛЯД политолог Владимир Скачко. Ранее Владимир Зеленский опубликовал «мирный план», который, по его словам, обсуждается на переговорах в США.

Верховный суд заявил о судебной ошибке в деле Долиной

Рассмотрение дела о продаже квартиры Ларисой Долиной завершилось отказом в удовлетворении исков певицы на основании ошибки предыдущих судов.

Трамп запретил въезд в США бывшему комиссару ЕС за цензуру

Госдепартамент США объявил о введении визовых ограничений в отношении бывшего еврокомиссара Тьерри Бретона и еще четырех европейских активистов, обвиняя их в попытках вынудить американские платформы ограничивать точки зрения из США, сообщает Axios.

Медведев призвал потребовать от Украины компенсацию за действия нацистов

Возможность включения пункта о компенсации ущерба России за действия украинских националистов в 1940-х годах может войти в будущий документ по итогам СВО на Украине, заявил замглавы Совбеза России Дмитрий Медведев.

Российские войска освободили Заречное в Запорожской области

Подразделения группировки «Восток» продолжили продвижение вглубь обороны противника и освободили Заречное в Запорожской области.
Мнения

Юрий Мавашев: Откажется ли Турция от российских «Триумфов»

Может показаться, что военно-техническое сотрудничество между Турцией и Россией переживает закат, и в нынешних международно-политических реалиях невозможно. Однако не все так однозначно.

Ольга Андреева: Русский народ возвращается

Советская этнография была вынуждена выполнять политический госзаказ – показывать процветание колхозных деревень и национальное многообразие СССР. Само словосочетание «русский народ» воспринималось как подозрительно шовинистическое.

Сергей Худиев: Как санкции оборачиваются против тех, кто их вводит

История говорит о том, что следование правильным принципам создает успех, успех порождает гордыню, гордыня ведет к забвению принципов, а это забвение ведет к провалу. Это про Запад вообще и про санкции против российских ученых в частности.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

Суть игры, риски и угрозы для детей, позиция Роскомнадзора и мнение экспертов