Una manciata di terra, che è stata raccolta sulla cresta del cratere lunare Camelot, è scivolata da una normale paletta in una speciale borsa di teflon e, insieme alla squadra dell'Apollo 17, è andata sulla Terra. Quel giorno, il 13 dicembre 1972, pochi avrebbero potuto immaginare che un campione di suolo lunare numerato 75501, così come i campioni di suolo consegnati dall'Apollo 11 e una serie di altre spedizioni, tra cui la stazione di ricerca sovietica Luna 16, serviranno da argomento pesante per l'umanità per decidere di tornare sulla luna nel 21° secolo. La realizzazione di ciò arrivò solo 30 anni dopo, quando i giovani scienziati dell'Università del Wisconsin trovarono un contenuto significativo di elio-3 in un campione di suolo lunare. Questa sostanza molto interessante è un isotopo del noto gas - elio, che viene utilizzato per riempire palloncini colorati durante le vacanze.
Anche prima delle missioni lunari dell'URSS e degli Stati Uniti, sul nostro pianeta è stata trovata una piccola quantità di elio-3, quindi questo fatto era già interessato alla comunità scientifica. L'elio-3, che ha una struttura intraatomica unica, ha promesso fantastiche prospettive per gli scienziati. Se riusciamo a utilizzare l'elio-3 in una reazione di fusione nucleare, sarà possibile ottenere una quantità colossale di elettricità senza annegare nei rifiuti radioattivi pericolosi prodotti nelle centrali nucleari indipendentemente dal nostro desiderio. L'estrazione dell'elio-3 sulla Luna e la sua successiva consegna sulla Terra non è un compito facile, ma allo stesso tempo, chi viene coinvolto in questa avventura può diventare il proprietario di una ricompensa sbalorditiva. L'elio-3 è la sostanza che può liberare per sempre il mondo dalla "tossicodipendenza": combustibili fossili, aghi di petrolio.
Sulla Terra, l'elio-3 è fatalmente carente. Un'enorme quantità di elio ha origine dal sole, ma una piccola frazione è elio-3, e la maggior parte è il molto più comune elio-4. Mentre questi isotopi si muovono come parte del "vento solare" verso la Terra, entrambi gli isotopi subiscono dei cambiamenti. L'elio-3, così prezioso per i terrestri, non raggiunge il nostro pianeta, poiché viene gettato via dal campo magnetico terrestre. Allo stesso tempo, non c'è campo magnetico sulla Luna, e qui l'elio-3 può accumularsi liberamente nello strato superficiale del suolo.
Al giorno d'oggi, gli scienziati considerano il nostro satellite naturale non solo come un osservatorio astronomico naturale e una fonte di risorse energetiche, ma anche come un futuro continente di riserva per i terrestri. Inoltre, è proprio la fonte inesauribile di carburante spaziale la più attraente e promettente. Un nuovo possibile continente per i terrestri si trova a una distanza di soli 380mila chilometri dal nostro pianeta; in caso di qualche catastrofe globale sulla Terra, potrebbe esserci un rifugio per le persone qui. Dalla Luna, puoi osservare altri oggetti celesti senza troppe interferenze, poiché sulla Terra questo è in una certa misura interferito dall'atmosfera. Ma la cosa principale sono le riserve inesauribili di energia, che, secondo gli scienziati, sarebbero sufficienti per l'umanità per 15.000 anni. Inoltre, la luna ha riserve di metalli rari: titanio, bario, alluminio, zirconio e non è tutto, dicono gli scienziati. Oggi l'umanità è solo all'inizio del percorso verso lo sviluppo della Luna.
Al momento, Cina, India, Stati Uniti, Russia, Giappone: tutti questi stati sono in linea con la luna e questi paesi stanno diventando sempre di più. Un'altra ondata di interesse per la Luna è sorta a metà degli anni '90 del secolo scorso. Quindi nella comunità scientifica è sorta l'ipotesi che potesse esserci acqua sulla luna. Non molto tempo fa, la sonda americana LRO con il dispositivo russo Lend ha finalmente confermato questo: c'è davvero acqua sulla Luna (sotto forma di ghiaccio sul fondo dei crateri) e ce n'è molta (fino a 600 milioni di tonnellate), e questo risolve molti problemi.
La presenza dell'acqua sulla Luna è particolarmente preziosa, in quanto può risolvere un gran numero di problemi diversi che sorgono durante la costruzione delle basi lunari. L'acqua non dovrà essere consegnata dalla Terra, può essere elaborata direttamente sul posto, afferma Igor Mitrofanov, capo del laboratorio di spettroscopia gamma spaziale presso l'IKI. Secondo alcuni calcoli, con il giusto desiderio e finanziamento, l'umanità potrebbe stabilirsi sul nostro satellite naturale in 15 anni. Inoltre, molto probabilmente, i primi abitanti della luna avrebbero vissuto ai suoi poli vicino a grandi riserve di acqua scoperta.
Tuttavia, molte cose sulla luna dovrebbero abituarsi in un modo nuovo, anche a un processo come camminare. È molto più facile saltare sulla Luna, il fatto che la gravità qui sia 6 volte inferiore a quella sulla Terra, un tempo fu convinto da Neil Armstrong, quando 40 anni fa calpestò per la prima volta la superficie di questo corpo celeste. Allo stesso tempo, il principale nemico dell'uomo sulla luna è attualmente la radiazione, non ci sono così tante opzioni per la salvezza da cui. Secondo Lev Zeleny, direttore dell'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze russa, non c'è campo magnetico sul nostro satellite naturale. Tutta la radiazione del Sole arriva alla Luna ed è abbastanza difficile proteggersi da essa.
Allo stesso tempo, il fatto che la luna dovrebbe diventare il primo passo per il progresso umano nello spazio è un fatto indiscutibile, crede Zeleny Lev. Secondo lui, la Luna può diventare una base di trasbordo per lanci verso altri pianeti del sistema solare. Sarà inoltre possibile posizionare una stazione di preallarme sull'avvicinamento di pericolosi oggetti spaziali alla Terra: comete e asteroidi, che è piuttosto importante alla luce dei recenti eventi. La cosa più importante, tuttavia, è l'elio-3, forse il carburante spaziale del futuro. È difficile da credere, ma la polvere grigio scuro, che è allineata con l'intera superficie della Luna, è un deposito di questa sostanza unica.
Petrolio e gas sul pianeta non durano per sempre. Secondo alcuni esperti, l'umanità vivrà di queste risorse per circa 40 anni senza particolari problemi. Oggi le centrali nucleari sono l'unica alternativa, ma questo non è così sicuro a causa delle radiazioni. Allo stesso tempo, una reazione termonucleare che coinvolge l'elio-3 è rispettosa dell'ambiente. Secondo gli scienziati, non è stato ancora inventato niente di meglio e ci sono almeno 2 ragioni per questo. In primo luogo, è un combustibile termonucleare molto efficace e, in secondo luogo, che è ancora più prezioso, è ecologico, osserva Erik Galimov, direttore dell'Istituto di geochimica e chimica analitica intitolato a V. I. IN E. Vernadskij.
Secondo le stime di Vladislav Shevchenko, capo del dipartimento di ricerca lunare e planetaria presso l'Istituto astronomico statale dell'Università statale di Mosca, le riserve di elio-3 sul satellite naturale della Terra saranno sufficienti per migliaia di anni. Secondo gli esperti, il volume minimo di elio-3 sulla Luna è di circa 500 mila tonnellate, secondo stime più ottimistiche, lì sono almeno 10 milioni di tonnellate. Durante la reazione di fusione termonucleare, quando 0,67 tonnellate di deuterio e 1 tonnellata di elio-3 entrano nella reazione, viene rilasciata energia, che è equivalente all'energia di combustione di 15 milioni di tonnellate di petrolio. Va notato che allo stato attuale è ancora necessario studiare la fattibilità tecnica di eseguire tali reazioni.
E l'estrazione di questa sostanza sulla luna non sarà facile. Sebbene l'elio-3 si trovi nello strato superficiale, la sua concentrazione è molto bassa. Il problema principale in questo momento è la realtà della produzione di elio dalla regolite lunare. Il contenuto di elio-3 richiesto dall'industria energetica è di circa 1 grammo per 100 tonnellate di suolo lunare. Ciò significa che per l'estrazione di 1 tonnellata di questo isotopo, almeno 100 mln.tonnellate di suolo lunare.
In questo caso, l'elio-3 dovrà essere separato dall'elio-4 non necessario, la cui concentrazione nella regolite è 3 mila volte superiore. Secondo Erik Galimov, per estrarre 1 tonnellata di elio-3 sulla luna, sarà necessario, come detto sopra, elaborare 100 milioni di tonnellate di suolo lunare. Stiamo parlando di una sezione della Luna con un'area totale di circa 20 chilometri quadrati, che dovrà essere elaborata fino a una profondità di 3 metri! Allo stesso tempo, la stessa procedura per consegnare 1 tonnellata di questo carburante sulla Terra costerà almeno $ 100 milioni. Ma in realtà, anche questa quantità molto grande è solo l'1% del costo dell'energia che può essere estratta in una centrale termonucleare da questa materia prima.
Secondo le stime di Shevchenko, il costo per estrarre 1 tonnellata di elio-3, tenendo conto della creazione di tutte le infrastrutture necessarie per la sua produzione e consegna sulla Terra, potrebbe ammontare a $ 1 miliardo. Allo stesso tempo, il trasporto di 25 tonnellate di elio-3 sulla Terra ci costerà $ 25 miliardi, che non è una quantità così grande, considerando che una tale quantità di carburante è sufficiente per fornire energia ai terrestri per un anno intero. I vantaggi di un tale vettore energetico diventano evidenti se si calcola che i soli Stati Uniti spendono annualmente circa 40 miliardi di dollari in vettori energetici.
Secondo i calcoli effettuati dall'astronauta americano Harrison Schmitt, l'uso dell'elio-3 nell'energia terrestre, tenendo conto di tutti i costi di consegna e produzione, diventa redditizio e commercialmente redditizio quando la produzione di energia termonucleare utilizzando questa materia prima supera la capacità di 5 GW. In effetti, questo suggerisce che anche 1 centrale elettrica alimentata a combustibile lunare sarà sufficiente per rendere la consegna sulla Terra economicamente vantaggiosa. Secondo le stime di Schmitt, l'importo dei costi preliminari anche in fase di ricerca sarà di circa $ 15 miliardi.
Una delle possibili opzioni per l'estrazione dell'elio-3 è stata proposta da Eric Galimov. Per organizzare l'estrazione dell'isotopo dalla superficie lunare, propone di riscaldare la regolite a 700 gradi Celsius. Successivamente, può essere liquefatto e rimosso in superficie. Dal punto di vista delle moderne tecnologie, queste procedure sono abbastanza semplici e ben note. Lo scienziato russo propone di riscaldare le materie prime in speciali "forni solari", che concentreranno la luce solare sulla regolite utilizzando grandi specchi concavi. In questo caso, dal suolo lunare sarà possibile estrarre l'ossigeno, l'idrogeno e l'azoto in esso contenuti. Ciò significa che l'industria lunare potrebbe produrre non solo materie prime per il complesso energetico terrestre, ma anche carburante per razzi per i razzi che lo trasportano, nonché aria e acqua per le persone che lavorano nelle imprese lunari. Progetti simili sono attualmente in fase di elaborazione negli Stati Uniti.
Ma questo non è tutto ciò che il suolo lunare può darci. La regolite contiene un alto contenuto di titanio, che a lungo termine aiuterà a stabilire la produzione di elementi di corpi di razzi e strutture industriali direttamente sul satellite naturale della Terra. In questo caso, dovranno essere consegnati sulla luna solo elementi ad alta tecnologia di razzi, computer e strumenti. E questo potrebbe aprire una seconda direzione promettente per l'intera economia lunare: la costruzione dello spazioporto più economico, una base scientifica per lo studio dell'intero sistema solare.
