Что касается доставки гелия-3 на Землю, то в этом могут помочь SpaceX или Blue Origin, которую ранее возглавлял Мейерсон. Для добычи гелия-3 нужно будет переработать прямо на спутнике миллионы тонн лунного грунта (даже при условии, что на Луне изотопа сильно больше, чем на Земле, его содержание все равно не больше 0,01 г на тонну). На Луне концентрация гораздо выше, минимальная оценка запасов превышает 500 тысяч тонн. Для добычи гелия-3 на Луне предлагается использовать специальные роботы-шахтеры, которые будут добывать грунт и извлекать из него гелий-3. Имеющиеся на Луне запасы гелия-3 могут обеспечить землян энергией на пять тысяч лет вперед, заявил в среду на мультимедийной лекции в РИА Новости доктор физико-математических наук.
Луна . Гелий-3: новый источник энергии для космических путешествий .
Компания планирует в 2026 году доставить на поверхность Луны демонстрационный аппарат, который возьмет образцы реголита, после чего попробует извлечь из них гелий-3. Извлекать гелий-3 из недр Луны российский ученый предлагает с помощью своеобразных "лунных бульдозеров", которые после нагрева грунта будут сгребать изотоп с поверхности. Запасы гелия-3 на Луне исследователи оценили в около 1,3 млн тонн. Добыча гелия-3 на Луне будет сложным и многоступенчатым процессом. Европейские ученые объявили о планах начать добычу элемента гелий-3 на Луне уже в 2025 году. Профессор Индийской организации космических исследований (ISRO) Сиватхан Пиллаи заявил агентству IANS о намерении Индии начать добычу гелия-3 на Луне к 2030 году.
Китай проанализировал количество гелия-3 на Луне
Кроме того, роботизированный аппарат нашёл большие запасы гелия-3, который жизненно важен для заправки космических кораблей и безопасных ядерных реакций. По сообщению китайского информационного агентства Синьхуа , «Чангезит- Y » представляет собой разновидность прозрачного столбчатого кристалла радиусом около 10 микрон, который был обнаружен в частицах лунного базальта. Проанализированный образец, который уже был утверждён Международной минералогической ассоциацией как новый минерал, был обнаружен среди лунных образцов, доставленных миссией «Чанъэ-5» в 2020 году. Китайский лунный пробоотборник. Гелий-3 очень важен, поскольку он является многообещающим кандидатом на роль топлива для ядерного синтеза.
Исследователям из Пекинского научно-исследовательского института геологии урана удалось выделить из своего образца единственную частицу материала, который они назвали «камень Чанъэ». Размер фрагмента вещества составляет одну десятую часть ширины человеческого волоса. Команде ученых пришлось использовать высокотехнологичные процессы, чтобы выделить минерал из более чем 14 тыс. Футурология Миссия «Луна»: когда и как начнется колонизация спутника Земли Энергетическое спасение Открытие нового лунного минерала может улучшить понимание истории Луны и ее современного состава. Однако непосредственно камень Чанъэ может иметь более прямое влияние на человечество. Дело в том, что он содержит гелий-3 — разновидность атомов гелия, которая редко встречается на Земле. При этом считается, что его в изобилии можно найти на Луне. По некоторым оценкам, в первых нескольких метрах поверхности его может быть до 1,1 млн тонн.
Это потенциальный будущий источник термоядерной энергии, который не производит вредных веществ в процессе производства энергии.
По научным оценкам, для удовлетворения мировых энергетических потребностей в течение целого года потребуется всего 100 тонн гелия-3. Внутри этого контейнера также находится небольшое устройство, которое будет нагревать образец и постепенно повышать температуру, пока она не достигнет 1000 градусов Цельсия. Таким образом, мы можем определить содержание гелия-3 при разных температурах , чтобы определить оптимальную температуру для его извлечения», — сказал Хуан.
Send В рамках проекта разрабатывают робота, который может высадиться на спутнике Земли для геологоразведки гелия-3. Гелий-3 — это редкий изотоп гелия, который имеет два протона и один нейтрон в ядре. Он образовался во время Большого взрыва и был распределён по всей Солнечной системе. На Земле этого изотопа очень мало, так как большая часть его улетучилась в космос. Некоторое количество гелия-3 было захвачено ядром Земли.
Выходцы из Blue Origin собрались добывать гелий-3 на Луне в скором будущем
В 2030-е годы на Луне планируют разместить ещё три космических аппарата: многоразовый корабль для поддержки пилотируемых миссий, модули для строительства лунного полигона и технику для связи и навигации. Как ранее писал Лайф, в течение ближайших пяти лет на Луну собираются отправить три аппарата. Один из них — "Луна-25" — займётся поисками водяного льда на южном полюсе, ещё один — "Луна-27" — возьмёт пробы грунта.
Китайские ученые ищут гелий-3 в лунном грунте Автор: Администратор 27 августа, 2021 Нет комментариев Научно-исследовательское учреждение в Китае ищет гелий-3 He3 в лунном грунте для исследований и использования чистой энергии, изучая образцы лунного грунта, полученные зондом «Чанъэ-5». Зонд «Чанъэ-5», который вернулся на Землю 17 декабря 2020 года, доставил в общей сложности 1731 грамм лунных образцов, в основном горных пород и почвы с лунной поверхности. Пекинский научно-исследовательский институт геологии урана был одним из первых научно-исследовательских институтов, получивших лунные образцы, доставленные зондом «Чанъэ-5». Исследователи наблюдали и изучали 50-миллиграммовый образец лунного грунта с помощью оптического микроскопа высокого разрешения.
Он является одним из двух стабильных изотопов гелия, вторым является гелий-4. Гелий-3 обладает некоторыми уникальными свойствами, которые делают его интересным для научных и технических применений. Гелий-3 добывается преимущественно из природных газов из нефтяных и газовых скважин. Он может образовываться в природных условиях в результате радиоактивного распада тяжелых элементов, таких как уран и торий. Однако концентрация гелия-3 в природных источниках очень низкая, поэтому его добыча обычно экономически неэффективна. Наиболее значимым источником гелия-3 является «солнечный ветер», который содержит значительное количество этого изотопа. Солнечный ветер состоит из выброшенных из солнечной короны частиц, включая гелий-3. В отличие от Земли, атмосфера Луны не имеет магнитного поля, что позволяет солнечному ветру напрямую достигать ее поверхности. В результате гелий-3 может собираться на Луне. В последние годы возник интерес к добыче гелия-3 на Луне в связи с исследованиями потенциала использования этого изотопа в ядерной энергетике. Гелий-3 может использоваться в ядерных реакторах в процессе термоядерного синтеза, который является источником энергии Солнца.
Искусственный способ добычи гелия-3 заключается в распаде трития в ядерных боеголовках и извлечении в очень небольших количествах. По информации из открытых источников, в год добывается 15 килограммов гелия-3. Из-за редкости, изотоп стоит очень дорого — 17 540 долларов за грамм. Считается, что использование в реакторах гелия-3 снижает риск катастроф вроде Чернобыля По расчетам китайских ученых, на поверхности Луны содержится до 1,1 миллиона метрических тонн гелия-3. Это значит, что прямо сейчас на земном спутнике находятся ресурсы стоимостью около 1,5 квадриллиона долларов. По словам главы Китайской лунной программы Оуян Цзыюаня Ouyang Ziyuan , три полета на Луну в год смогут обеспечить энергией всех людей на Земле. Добыча полезных ресурсов на Луне Но радоваться еще рано — такие полеты будут требовать огромного количества денег, времени и сил. Чтобы добыть один грамм изотопа гелия-3, специалистам нужно переработать около 150 тонн лунного реголита. Переработка будет вестись либо на самой Луне, либо на Земле. В любом случае, материал придется транспортировать и это тоже будет стоить огромных денежных вложений. Доставка грузов на Луну и обратно стоит огромных денег После открытия минерала «камень Чанъэ» и изотопа гелия-3, Китайское национальное космическое управление еще сильнее заинтересовалось исследованием Луны.
Новые сверхдержавы родятся на Луне
Добыча гелия-3 потребовала бы астрономические суммы для организации на Луне горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. В последние годы возник интерес к добыче гелия-3 на Луне в связи с исследованиями потенциала использования этого изотопа в ядерной энергетике. Американский стартап Interlune намерен организовать добычу гелия-3 на Луне уже к 2030 году. Добытый на Луне гелий-3 предполагается использовать для проведения квантовых вычислений, медицинской визуализации, а также, возможно, в качестве топлива для термоядерных реакторов. 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. Содержание Гелия 3 на Луне в 10 тысяч раз выше, чем на Земле.
СМИ: Россия планирует добывать полезные ископаемые на Луне
При этом общие запасы гелия-3 на Луне составляют около 1,3 млн тонн, а гелия-4 — 3,6 млрд тонн. Почему ученые считают, что гелий-3, который в изобилии содержится на Луне может помочь человечеству преодолеть энергетический кризис? Гелий-3 очень важен, поскольку он является многообещающим кандидатом на роль топлива для ядерного синтеза. эта добыча природных ископаемых на Луне может решить энергетический кризис, обеспечив человечество энергией на 10 000 лет впере.
На Луне редчайший Гелий-3, и человечество мечтает его добывать. Как и зачем
В последние годы возник интерес к добыче гелия-3 на Луне в связи с исследованиями потенциала использования этого изотопа в ядерной энергетике. Гелий-3 может использоваться в ядерных реакторах в процессе термоядерного синтеза, который является источником энергии Солнца. Такие исследования и планы на будущее включают разработку технологий добычи и использования гелия-3 с использованием лунных ресурсов. Росатом и технология извлечения Гелия-3 из жидкого гелия ПАО "Криогенмаш", дочернее предприятие Росатома, разработало и запатентовало технологию извлечения гелия-3, который может использоваться в термоядерных реакциях для производства электроэнергии. Была создана специальная установка по извлечению Гелия-3 из жидкого гелия. Установка извлечения Не-3 из товарного жидкого гелия содержит внешний ожижитель гелия, блок ректификации, включающий ректификационную колонну с конденсаторами, трубопроводы, соединяющие ожижитель гелия и блок ректификации, и один или более отводящих тепло от конденсаторов рефрижераторов с избыточным обратным потоком, создаваемым за счет добавления жидкого гелия из внешнего ожижителя. Основные решения проверены опытом создания систем криогенного обеспечения Токамаков и ускорителей частиц. Вот некоторые из них: 1.
Ядерная энергетика: гелий-3 может использоваться в ядерных реакторах в процессе термоядерного синтеза. При достаточно высоких температурах и давлениях гелий-3 может служить топливом для контролируемого термоядерного синтеза, который является источником энергии Солнца. Термоядерная энергия обладает огромным потенциалом и может быть чистым и эффективным источником энергии в будущем.
Шесть полноценных экспедиций с высадкой на Луну, базируясь на нынешних технологиях, - порядка 2,5 миллиарда долларов.
Но прежде чем высаживать на Луне человека, надо будет провести рекогносцировку на местности, отработать технологии, спуск и подъем. Иными словами, общее число экспедиций около десяти, шесть из которых будут пилотируемыми. Представим, что вам дали добро и средства. Как быстро РКК "Энергия" могла бы реализовать задуманное?
В 2010 году к Луне полетел бы зонд, в 2012-м - пилотируемый облет Луны, а в 2014-м туда отправился бы человек. И как это будет выглядеть в деталях? Если в 60-70-е годы прошлого века ставка делалась на супертяжелые лунные ракеты, то только потому, что сборка в космосе представлялась чем-то фантастическим. Сегодня было бы экономичнее и эффективнее собирать комплекс на орбите.
Чтобы отправить человека на Луну, сначала надо отправить на окололунную орбиту взлетно-посадочный модуль. Следом мы делаем еще один полет - доставляем космонавтов на МКС: они там адаптируются и ждут сборки корабля с разгонным блоком. Дальше по схеме: летят к Луне, стыкуются с лунным модулем, опускаются на поверхность, работают, поднимаются и - в обратный путь. Он и разрабатывался когда-то для лунной программы.
Без человека - с черепахами - он уже летал к Луне. А в 70-е к спутнику Земли должны были отправиться люди - готовились Леонов и Макаров. Но им предстояло лететь на "Протоне", у которого в то время слишком часто случались аварии. В результате полет отменили.
Но "Союз" - это вчерашний день. Что придет ему на смену? Вы правы: нужно снизить стоимость полета человека в космос и доставки грузов на околоземную орбиту. Оторваться от Земли энергетически в три раза сложнее, чем стартовать с околоземной орбиты.
РКК "Энергия" разработала транспортную систему "Клипер", которая и поможет снизить издержки в три раза, увеличить число пассажиров до шести. Им придется готовиться к полету так же, как сегодня космическим туристам, - по году? Сегодня это так. Наша задача снизить до трех месяцев время подготовки, а перегрузки до 2,5 G.
В таком случае наша система станет окупаемой. Это может обеспечить многоразовая система "Клипер". Мы предлагаем сделать из МКС постоянно действующий искусственный спутник Земли. Вот только кто ее будет транспортно обслуживать?
Пока это делают "Союзы" и "Прогрессы", а также шаттлы. Европейцы создают свою транспортную систему - АTV, первый полет запланирован на этот год.
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. Солнечное вещество.
Лунный грунт из моря изобилия. Подписи к иллюстарциям Илл. 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. 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. 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. 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. Примесь других элементов незначительна. 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.
Эта «лунная лихорадка» во многом похожа на золотую лихорадку в Калифорнии, но без золота. Сбор гелия-3 может изменить эту ситуацию, извлекая выгоду из ресурсов на Луне. Для добычи гелия-3 придётся решить немало технических задач. Необходимо разработать способ извлечения газа из лунного реголита — абразивного, каменистого и похожего на грязь материала с поверхности Луны. Затем гелий-3 нужно отправить на Землю, что на данный момент нереализуемо. Наконец, потребуется организовать большой и устойчивый рынок сбыта добытого изотопа на Земле. NASA инвестирует десятки миллиардов долларов в программу «Артемида» по высадке людей на Луну, Мейерсон хочет использовать эти транспортные, энергетические и другие ресурсы, чтобы основать горнодобывающую компанию на Луне. Гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами и одним нейтроном. Он возникает в результате термоядерного синтеза на Солнце и затем переносится солнечным ветром.
Китай будет добывать гелий-3 на Луне
Разумеется, у такого замечательного изотопа есть и свои недостатки: термоядерный реактор с гелием-3 должен работать при гораздо более высоких температурах, чем тритиевый реактор, а сам изотоп чрезвычайно редок. Основной способ добычи гелия-3 сегодня — это ожидание распада трития в ядерных боеголовках, а затем извлечение изотопа из них в очень скромных количествах. Поэтому замечательная находка дарит человечеству прекрасный шанс начать плодотворную добычу ресурсов на Луне. Тем более, по последним подсчётам, поверхность спутника содержит до 1 миллиона метрических тонн гелия-3. Учёные передают контейнер с лунными образцами, полученными зондом «Чанъэ-5».
Но, разобравшись, понимаешь, что технически это реализуемо. Более того, закладывать фундамент будущей энергетики нужно уже сейчас. Осваивать новые космические технологии России предстоит самой или путем международного сотрудничества?
Часть работ необходимо, на мой взгляд, провести самим, чтобы получить приоритет на ряде направлений. Речь идет о создании нашей собственной транспортной системы. У США цели такие же: до 2014 года американцы намерены сделать все, чтобы получить независимый доступ в космос.
Они официально заявили, что не допустят к разработкам новой транспортной системы иностранцев - только своих. Фото: Владимир Новиков По словам Николая Севастьянова на фото , перспективный космический аппарат "Клипер" позволит наладить постоянное сообщение между околоземной и окололунной станциями Зачем России с ее огромными запасами углеводородов искать источники энергии в космосе? Сегодня все страны, имеющие космические программы или только мечтающие о них, понимают, что пришло время для промышленного освоения космоса.
Сейчас оно ограничивается развитием спутниковых группировок в интересах информатизации общества, а завтра придет время энергетики. Дело в том, что основными двигателями развития современной цивилизации являются энергетика и информатизация. В 90-е годы Россия испытывала последствия серьезного отставания в области информатизации, что осложняло проведение экономических реформ.
Сегодня эту проблему по большей части решили. Теперь на очереди энергетика. Даже обладая большими запасами нефти и газа, нельзя быть застрахованным от истощения ресурсов.
Термоядерный синтез - это будущее, но для него нужно сырье. Оно есть на Луне - изотоп гелий-3. Впрочем, помимо гелия-3 там еще много чего есть.
Весь вопрос в том, как это богатство доставить на Землю. Какова будет себестоимость, а соответственно и рентабельность добычи? Львиная доля издержек - транспортные расходы.
Шансы всех игроков и будут зависеть от того, есть ли у них независимый доступ в космос. Как вы представляете себе реализацию проекта промышленного освоения Луны? Для начала несколько слов о том, почему его надо реализовывать.
Как я уже упоминал, спутница Земли чрезвычайно богата редкими и ценными ископаемыми. По разным оценкам, от одного до пятисот миллионов тонн того же гелия-3. И хотя технология по его использованию на Земле еще только отрабатывается, начинать рассматривать проект по его добыче надо уже сегодня.
По подсчетам, на создание промышленного термоядерного реактора уйдет около тридцати лет - этого как раз хватит на то, чтобы организовать добычу гелия-3. Сначала отправим к Луне зонды - автомата вполне достаточно для решения задачи сбора первичной информации. А вот для промышленного освоения потребуется человек.
Стало быть, надо готовиться к тому, что в космос скоро полетят не только космонавты-испытатели, но и представители гражданских профессий - инженеры, механики, геологи.
Но даже за один день он сможет пройти около 1 км по лунной поверхности. За это небольшое расстояние он способен собрать и передать на Землю важную информацию о лунном грунте, в том числе о наличии в нем воды и гелия-3, указывают индийские ученые. Гелий-3 - побочный продукт процессов, протекающих на Солнце, на Земле его немного, поскольку нашу планету защищает атмосфера. На Луне, которая не имеет атмосферы, в лунной пыли этого вещества, по разным оценкам, накопилось от 500 тыс.
Американские ученые хорошо знают состав лунной почвы еще со времен миссии «Аполлон». Но полностью определить местоположение различных металлов на поверхности спутника Земли им удалось благодаря автоматической межпланетной станции Lunar Prospector «лунный геолог» — англ. За 570 дней миссии было изучено внутреннее строение Луны и элементный состав ее поверхности. Все специалисты, которым посчастливилось держать в руках лунный грунт, говорят о его необычности и существенных отличиях от земной почвы. Лунная гонка Разговоры о колонизации Луны и освоении ее ресурсов ведутся с самого первого полета космических аппаратов на спутник Земли. Последние астронавты американской миссии «Аполлон» вернулись из экспедиции в декабре 1972 года. Советская лунная программа завершилась в 1976 году.
Но лунная гонка, начавшаяся в 1960-е годы, продолжается и сегодня. Высокопоставленные специалисты из США и России выдвигают совершенно фантастические сценарии колонизации Луны и даже называют даты. Например, в начале 2006 года глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов заявлял о планах отработать транспортную схему для доставки на Землю гелия-3. Мол, база будет состоять из 12 отсеков, экипаж — из шести человек, доставлять космонавтов и грузы на орбиту будет новый многоразовый корабль «Клипер» с 2015 года. Вопрос «кто первый» по-прежнему беспокоит и США, и Россию. И прямо сейчас мы наблюдаем продолжение лунной гонки.
Луна . Гелий-3: новый источник энергии для космических путешествий .
Профессор Индийской организации космических исследований (ISRO) Сиватхан Пиллаи заявил агентству IANS о намерении Индии начать добычу гелия-3 на Луне к 2030 году. Кроме ценного гелия-3, на Луне за последние годы был обнаружен кислород, водород и значительные запасы воды в виде льда. Гелий-3 же в относительно больших количествах содержится в космическом гелии, который образуется, например, на Солнце при термоядерных реакциях. пишет Times, со ссылкой на китайского ученого. Добыча гелия-3 на Луне может стать решающим фактором в развитии термоядерной энергетики.
Термоядерный синтез, ITER, гелий-3 и Луна
Гелий-3 — это редкий изотоп гелия, который имеет два протона и один нейтрон в ядре. Европейские ученые объявили о планах начать добычу элемента гелий-3 на Луне уже в 2025 году. Профессор Индийской организации космических исследований (ISRO) Сиватхан Пиллаи заявил агентству IANS о намерении Индии начать добычу гелия-3 на Луне к 2030 году.