Минерали на Луната: теории, проекти за добив, състав на почвата и необходимо ниво на технологично развитие

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:10

Луната е естествен спътник на Земята. Преди половин век човек за първи път стъпи на повърхността му. Оттогава се появиха реални възможности за директни научни изследвания на повърхността и вътрешността на този небесен обект. Има ли минерали на Луната? Какви са тези ресурси и могат ли да бъдат добивани? Ще намерите отговори на тези въпроси в нашата статия.

Луната и нейната вътрешна структура

Нашата планета има само един естествен спътник - Луната. Това е най-близкият спътник до Слънцето в цялата Слънчева система. Луната е на разстояние 384 000 километра от Земята. Екваториалният му радиус е 1738 km, което приблизително съответства на 0,27 радиуса на Земята.

Преди да говорите за минералите на Луната, трябва да опишете вътрешната структура на това небесно тяло възможно най-подробно. И така, какво знаят учените днес?

Подобно на планетата Земя, Луната се състои от ядро, мантия и външна кора. Лунното ядро е сравнително малко (само 350 км в диаметър). Съдържа много течно желязо, има и примеси от никел, сяра и някои други елементи. Около ядрото е слой от частично разтопен материал, който е резултат от кристализацията на магма преди около 4 милиарда години (скоро след образуването на самата Луна).

Дебелината на лунната кора варира от 10 до 105 километра. Освен това дебелината му е забележимо по-малка от страната на спътника, която е обърната към Земята. В световен мащаб в лунния релеф могат да се разграничат две зони: планинска континентална и понижена - т. нар. лунни морета. Последните не са нищо повече от огромни кратери, образувани в резултат на бомбардирането на повърхността на Луната от астероиди и метеори.

Повърхност на Луната

Вече сме свикнали да осъзнаваме, че под краката ни има многометров пласт от седиментни скали - варовици, пясъчници, глини. Но луната не е земята. Тук всичко е подредено по различен начин и просто няма скали от седиментен произход и не може да има. Цялата повърхност на нашия спътник е покрита с реголит или "лунна почва". Това е смес от фин детритен материал и фин прах, образуван в резултат на постоянна метеоритна бомбардировка.

Дебелината на реголитния слой на Луната може да достигне няколко десетки метра. И в някои области на повърхността не надвишава два сантиметра. Външно този слой прилича на сиво-кафяво одеяло от прах. Между другото, аз самиятТерминът "реголит" идва от две гръцки думи: "lithos" (камък) и "rheos" (одеяло). Любопитно е, че миризмата на реголит напомни на астронавтите за изгоряло кафе.

Трябва да се отбележи, че разходите за транспортиране на един килограм материя от Луната се оценяват на около 40 хиляди долара. Въпреки това американците общо вече са доставили на Земята над 300 килограма реголит от различни части на повърхността на спътника. Това позволи на учените да извършат задълбочен анализ на лунната почва.

Както се оказа, реголитът е хлабав и доста хетерогенен. В същото време се слепва добре на бучки, което се обяснява с липсата на оксиден филм. В горния слой реголит (не по-дълбок от 60 см) преобладават частици с размер до един милиметър. Лунната почва е напълно дехидратирана. Той се основава на базалти и плагиоклази, които са почти сходни по състав със Земята.

И така, има ли минерали на Луната под реголитния слой? Ще научите повече за това по-късно в нашата статия.

Минерали на Луната: пълен списък

Не забравяйте, че Земята и Луната всъщност са полусестри. Ето защо е малко вероятно недрата на нашия единствен спътник да крият някакви минерални усещания. Но все пак какви минерали има на Луната? Нека го разберем.

Нефт, въглища, природен газ… Тези минерални ресурси не съществуват и не могат да съществуват на Луната, защото всички те са от биогенен произход. Тъй като на нашия спътник няма атмосфера или органичен живот, тяхното образуванепросто невъзможно.

В недрата на луната обаче се намират различни метали. По-специално желязо, алуминий, титан, торий, хром, магнезий. Съставът на лунния реголит също съдържа калий, натрий, силиций и фосфор. С помощта на автоматичната междупланетна станция Lunar Prospector, стартирана през 1998 г., също беше възможно да се определи локализацията на конкретен метал на лунната повърхност. Така например карта на разпределението на торий на Луната изглежда така:

По принцип всички лунни скали и минерали могат да бъдат разделени на три групи:

Базалти на лунните морета (пироксен, плагиоклаз, илменит, оливин).
KREEP-скали (калий, фосфор, редкоземни елементи).
ANT-скали (норит, троктолит, анортозит).

Наред с други неща, на Луната са открити и значителни запаси от вода под формата на лед (общо около 1,6 милиарда тона).

Хелий-3

Може би основният и най-обещаващ по отношение на развитието на вкаменелостите на Луната е изотопът хелий-3. Земляните го смятат за възможно термоядрено гориво. Така, според американския астронавт Гарисън Шмит, извличането на този лек изотоп на хелий в близко бъдеще ще може да реши проблема с енергийната криза на Земята.

Хелий-3 често се нарича "гориво на бъдещето" в научните кръгове. На Земята се среща изключително рядко. Всички запаси от този изотоп на нашата планета се оценяват от учените на не повече от един тон. Въз основа на това цената на един грам вещество е равна на хиляда долара. Въпреки това, един грамхелий-3 може да замени до 15 тона масло.

Заслужава да се отбележи, че няма да е лесно да се установи процесът на извличане на хелий-3 на повърхността на Луната. Проблемът е, че един тон реголит съдържа само 10 mg ценно гориво. Тоест, за да се развие този ресурс на повърхността на нашия спътник, ще е необходимо да се изгради истински комплекс за добив и обработка. Очевидно това не е осъществимо през следващите десетилетия.

Проекти за добив на луна

Човечеството вече сериозно мисли за колонизирането на Луната и развитието на нейните минерални ресурси. Теоретично копаене на Луната е напълно възможно. Но на практика това е много трудно за изпълнение. Всъщност за това на повърхността на нашия сателит ще е необходимо да се създаде подходяща индустриална инфраструктура. Освен това всичко, от което се нуждаете, ще трябва да бъде донесено от Земята - материали, вода, гориво, оборудване и т.н.

Въпреки това, някои проекти вече се разработват. Така американската компания SEC планира сериозно да се заеме с добива на лунен лед и производството на гориво за космически кораби на базата на него. За целта се планира да се използват както роботи, така и живи хора. В края на 2017 г. НАСА обяви приемането на заявки с технологични предложения за добив на ресурси от космически обекти. Специалистите от този отдел се надяват, че до 2025 г. добивът ще стане реалност.

Но Китай се интересува сериозно от редкоземни елементи, съдържащи се в лунната кора. Да уча и овладяваот този ресурс страната планира да създаде специална изследователска база на Луната. Руската федерация не изостава от водещите космически сили. До 2025 г. Роскосмос планира да създаде серия от роботи за копаене на Луната.

В заключение…

Няма минерали на Луната като такива. Поне в нашето, земно, разбиране за този термин. Въпреки това, редица метали са открити в лунната кора, по-специално в реголита. Сред тях са желязо, алуминий, титан, торий, хром, магнезий и др. Добивът на минерални ресурси на повърхността на Луната е теоретично възможен, но практически все още не е осъществим.