Ay krateri Camelot'un tepesinde toplanan bir avuç toprak, sıradan bir kepçeden özel bir teflon torbaya kaydı ve Apollo 17 ekibi ile birlikte Dünya'ya gitti. O gün, 13 Aralık 1972'de, 75501 numaralı ay toprağı örneğinin yanı sıra Apollo 11 tarafından gönderilen toprak örneklerinin ve Sovyet araştırma istasyonu Luna 16 da dahil olmak üzere bir dizi başka keşif gezisinin, çok az kişi bir uzay aracı görevi göreceğini hayal edebilirdi. İnsanlığın 21. yüzyılda aya geri dönmeye karar vermesi için önemli bir argüman. Bunun gerçekleşmesi, Wisconsin Üniversitesi'nden genç bilim adamlarının bir ay toprağı örneğinde önemli bir helyum-3 içeriği bulduğu 30 yıl sonra geldi. Bu çok ilginç madde, tatillerde renkli balonları doldurmak için kullanılan iyi bilinen gaz - helyumun bir izotopudur.
SSCB ve ABD ay görevlerinden önce bile, gezegenimizde az miktarda helyum-3 bulundu, o zaman bu gerçek zaten bilimsel toplulukla ilgileniyordu. Eşsiz bir atom içi yapıya sahip olan Helyum-3, bilim adamları için harika umutlar vaat etti. Helyum-3'ü bir nükleer füzyon reaksiyonunda kullanmayı başarırsak, nükleer santrallerde üretilen tehlikeli radyoaktif atıklarda boğulmadan, arzumuz ne olursa olsun muazzam miktarda elektrik elde etmek mümkün olacaktır. Helyum-3'ün Ay'dan çıkarılması ve ardından Dünya'ya teslimi kolay bir iş değildir, ancak aynı zamanda bu maceraya dahil olanlar çarpıcı bir ödülün sahibi olabilirler. Helyum-3, dünyayı "uyuşturucu bağımlılığı" - fosil yakıt, yağ iğnesinden sonsuza dek kurtarabilecek maddedir.
Dünya'da helyum-3 ölümcül derecede eksik. Güneşte büyük miktarda helyum oluşur, ancak bunun küçük bir kısmı helyum-3'tür ve yığın çok daha yaygın helyum-4'tür. Bu izotoplar "güneş rüzgarı"nın bir parçası olarak Dünya'ya doğru hareket ederken, her iki izotop da değişime uğrar. Dünyalılar için çok değerli olan Helyum-3, Dünya'nın manyetik alanı tarafından fırlatıldığı için gezegenimize ulaşmıyor. Aynı zamanda Ay'da manyetik alan yoktur ve burada helyum-3 toprağın yüzey tabakasında serbestçe birikebilir.
Günümüzde bilim adamları, doğal uydumuzu yalnızca doğal bir astronomik gözlemevi ve bir enerji kaynağı kaynağı olarak değil, aynı zamanda dünyalılar için gelecekteki bir yedek kıta olarak görüyorlar. Dahası, en çekici ve umut verici olan, kesinlikle tükenmez bir uzay yakıtı kaynağıdır. Dünyalılar için yeni bir olası kıta, gezegenimizden sadece 380 bin kilometre uzaklıkta bulunuyor; Dünya'da bir küresel felaket olması durumunda, burada insanlar için bir barınak olabilir. Ay'dan, diğer gök cisimlerini çok fazla müdahale olmadan gözlemleyebilirsiniz, çünkü Dünya'da buna bir dereceye kadar atmosfer müdahale eder. Ancak asıl mesele, bilim adamlarına göre 15.000 yıl boyunca insanlık için yeterli olacak tükenmez enerji rezervleridir. Ek olarak, ayın nadir metal rezervleri var: titanyum, baryum, alüminyum, zirkonyum ve bilim adamları, hepsi bu kadar değil. Bugün insanlık, Ay'ın gelişimine giden yolun sadece en başındadır.
Şu anda, Çin, Hindistan, ABD, Rusya, Japonya - tüm bu devletler ay doğrultusunda ve bu ülkeler giderek daha fazla hale geliyor. Ay'a bir başka ilgi dalgası geçen yüzyılın 90'lı yılların ortalarında ortaya çıktı. Sonra bilim camiasında ayda su olabileceği varsayımı ortaya çıktı. Çok uzun zaman önce, Rus Lend cihazıyla Amerikan LRO araştırması sonunda bunu doğruladı - Ay'da gerçekten su var (kraterlerin dibinde buz şeklinde) ve çok fazla var (600 milyon tona kadar)) ve bu birçok sorunu çözer.
Ay'daki suyun varlığı, ay üslerinin inşası sırasında ortaya çıkan çok sayıda farklı sorunu çözebileceğinden özellikle değerlidir. IKI'deki uzay gama spektroskopi laboratuvarı başkanı Igor Mitrofanov, suyun Dünya'dan teslim edilmesi gerekmediğini, doğrudan sahada işlenebileceğini söylüyor. Bazı hesaplara göre, uygun istek ve finansmanla, insanlık 15 yıl içinde doğal uydumuza yerleşebilir. Ayrıca, büyük olasılıkla, ayın ilk sakinleri, keşfedilen büyük su rezervlerinin yakınındaki kutuplarında yaşamış olurdu.
Bununla birlikte, aydaki birçok şeye yeni bir şekilde alışmak zorunda kalacaktı - yürümek gibi bir sürece bile. Ay'a atlamak çok daha kolay, burada yerçekiminin Dünya'dan 6 kat daha az olduğu gerçeği, bir zamanlar Neil Armstrong tarafından, 40 yıl önce bu gök cismi yüzeyine ilk adım attığı zaman ikna edildi. Aynı zamanda, insanın aydaki ana düşmanı şu anda radyasyondur, kurtuluş için çok fazla seçenek yoktur. Rusya Bilimler Akademisi Uzay Araştırmaları Enstitüsü müdürü Lev Zeleny'ye göre, doğal uydumuzda manyetik alan yok. Güneş'ten gelen tüm radyasyon Ay'a ulaşır ve kendinizi ondan korumak oldukça zordur.
Aynı zamanda, Ay'ın insanın uzayda ilerlemesi için ilk adım olması gerektiği gerçeği de tartışılmaz bir gerçektir, diyor Zeleny Lev. Ona göre Ay, güneş sisteminin diğer gezegenlerine fırlatma için bir aktarma üssü olabilir. Son gelişmeler ışığında oldukça önemli olan, kuyruklu yıldızlar ve asteroitler gibi tehlikeli uzay nesnelerinin Dünya'ya yaklaşması konusunda da erken uyarı istasyonu yerleştirmek mümkün olacak. Ancak en önemli şey, muhtemelen geleceğin uzay yakıtı olan helyum-3'tür. İnanması güç ama Ay'ın tüm yüzeyiyle kaplı olan koyu gri toz, bu eşsiz maddenin deposudur.
Gezegendeki petrol ve gaz sonsuza kadar sürmez. Bazı uzmanlara göre, insanlık bu kaynaklar üzerinde yaklaşık 40 yıl boyunca herhangi bir özel problem yaşamadan yaşayacak. Günümüzde nükleer santraller tek alternatiftir, ancak radyasyon nedeniyle bu çok güvenli değildir. Aynı zamanda, helyum-3 içeren bir termonükleer reaksiyon çevre dostudur. Bilim adamlarına göre daha iyisi henüz icat edilmedi ve bunun en az 2 nedeni var. Birincisi, çok etkili bir termonükleer yakıttır ve ikincisi, daha da değerli olan çevre dostudur, V. I. VE. Vernadsky.
Moskova Devlet Üniversitesi Devlet Astronomi Enstitüsü'nün Ay ve Gezegen Araştırmaları Bölüm Başkanı Vladislav Shevchenko'nun tahminlerine göre, Dünya'nın doğal uydusundaki helyum-3 rezervleri binlerce yıl yetecek. Uzmanlara göre Ay'daki minimum helyum-3 hacmi yaklaşık 500 bin ton, daha iyimser tahminlere göre orada en az 10 milyon ton. Termonükleer füzyon reaksiyonu sırasında 0,67 ton döteryum ve 1 ton helyum-3 reaksiyona girdiğinde, 15 milyon ton petrolün yanma enerjisine eşdeğer enerji açığa çıkar. Şu anda bu tür reaksiyonları gerçekleştirmenin teknik fizibilitesini incelemenin hala gerekli olduğuna dikkat edilmelidir.
Ve bu maddenin ayda çıkarılması kolay olmayacak. Helyum-3 yüzey tabakasında yer almasına rağmen konsantrasyonu çok düşüktür. Zamanın bu noktasındaki asıl sorun, ay regolitinden helyum üretiminin gerçekliğidir. Enerji endüstrisinin ihtiyaç duyduğu helyum-3 içeriği, 100 ton ay toprağı için yaklaşık 1 gramdır. Bu, bu izotopun 1 tonunun çıkarılması için en az 100 milyon olduğu anlamına gelir.tonlarca ay toprağı.
Bu durumda, helyum-3, konsantrasyonu regolitte 3 bin kat daha yüksek olan gereksiz helyum-4'ten ayrılmalıdır. Erik Galimov'a göre, Ay'da 1 ton helyum-3'ü çıkarmak için yukarıda belirtildiği gibi 100 milyon ton ay toprağını işlemek gerekecek. Ay'ın toplam alanı yaklaşık 20 kilometrekare olan ve 3 metre derinliğe kadar işlenmesi gereken bir bölümünden bahsediyoruz! Aynı zamanda, bu yakıtın 1 tonunu Dünya'ya ulaştırma prosedürü en az 100 milyon dolara mal olacak. Ama aslında bu çok büyük miktar bile bir termonükleer santralde bu hammaddeden elde edilebilecek enerji maliyetinin sadece %1'i kadardır.
Shevchenko'nun tahminlerine göre, üretimi ve Dünya'ya ulaştırılması için gerekli tüm altyapının oluşturulması dikkate alındığında 1 ton helyum-3'ün çıkarılmasının maliyeti 1 milyar doları bulabilir. Aynı zamanda, 25 ton helyum-3'ün Dünya'ya taşınması bize 25 milyar dolara mal olacak, bu kadar büyük bir miktar değil, böyle bir yakıt ölçeğinin dünyalılara bir yıl boyunca enerji sağlamak için yeterli olduğu düşünülürse. Böyle bir enerji taşıyıcısının faydaları, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nin enerji taşıyıcılarına yılda yaklaşık 40 milyar dolar harcadığını hesaplarsak ortaya çıkar.
Amerikalı astronot Harrison Schmitt tarafından yapılan hesaplamalara göre, helyum-3'ün karasal enerjide kullanılması, tüm teslimat ve üretim maliyetleri dikkate alınarak, bu hammaddeyi kullanarak termonükleer enerji üretimi kapasiteyi aştığında karlı ve ticari olarak uygulanabilir hale geliyor. 5 GW. Aslında bu, Ay yakıtıyla çalışan 1 elektrik santralinin bile Dünya'ya teslimatı düşük maliyetli hale getirmek için yeterli olacağını gösteriyor. Schmitt'in tahminlerine göre, araştırma aşamasında bile ön maliyetlerin miktarı yaklaşık 15 milyar dolar olacak.
Helyum-3'ün çıkarılması için olası seçeneklerden biri Eric Galimov tarafından önerildi. İzotopun ay yüzeyinden çıkarılmasını organize etmek için regoliti 700 santigrat dereceye kadar ısıtmayı teklif ediyor. Bundan sonra sıvılaştırılabilir ve yüzeye çıkarılabilir. Modern teknolojiler açısından bakıldığında, bu prosedürler oldukça basit ve iyi bilinmektedir. Rus bilim adamı, büyük içbükey aynalar kullanarak güneş ışığını regolit üzerine odaklayacak özel "güneş fırınlarında" hammaddeleri ısıtmayı teklif ediyor. Bu durumda, içinde bulunan oksijen, hidrojen ve azotu ay toprağından çıkarmak mümkün olacaktır. Bu, ay endüstrisinin yalnızca karasal enerji kompleksi için hammaddeler değil, aynı zamanda onu taşıyan roketler için roket yakıtı ve ay işletmelerinde çalışan insanlar için hava ve su üretebileceği anlamına gelir. Şu anda Amerika Birleşik Devletleri'nde benzer projeler üzerinde çalışılıyor.
Ancak ay toprağının bize verebileceği tek şey bu değil. Regolith, uzun vadede roket gövdelerinin ve endüstriyel yapıların elemanlarının doğrudan Dünya'nın doğal uydusu üzerinde üretilmesine yardımcı olacak yüksek bir titanyum içeriği içerir. Bu durumda, sadece roketlerin, bilgisayarların ve aletlerin yüksek teknoloji unsurlarının aya teslim edilmesi gerekecektir. Ve bu, tüm ay ekonomisi için ikinci bir umut verici yön açabilir - en ekonomik uzay limanının inşası, tüm güneş sisteminin incelenmesi için bilimsel bir temel.
