Камерот ай кратерінің төбесінде жиналған бір уыс топырақ кәдімгі шөміштен арнайы тефлон пакетіне түсіп, Аполлон 17 тобымен бірге Жерге кетті. 1972 жылы 13 желтоқсанда 75501 нөмірлі ай топырағының үлгісі, сондай -ақ Аполлон -11 және басқа да бірқатар экспедициялар жеткізген топырақ үлгілері, оның ішінде кеңестік зерттеу станциясы Луна 16, болады деп ойлайтындар аз болды. ХХІ ғасырда Айға оралуға шешім қабылдауға адамзат үшін маңызды дәлел. Мұны жүзеге асыру 30 жылдан кейін ғана болды, Висконсин университетінің жас ғалымдары ай топырағының үлгісінде гелий-3-нің едәуір мөлшерін тапқан кезде. Бұл өте қызықты зат - бұл мереке кезінде түрлі -түсті шарларды толтыру үшін қолданылатын белгілі газ - гелийдің изотопы.
КСРО мен АҚШ-тың ай миссиясына дейін біздің планетада аз мөлшерде гелий-3 табылды, содан кейін бұл факт ғылыми қауымдастыққа қызығушылық танытты. Бірегей атомішілік құрылымы бар гелий-3 ғалымдарға фантастикалық перспективалар уәде етті. Егер біз гелий-3 ядролық синтез реакциясында қолдана алсақ, біздің қалауымызға қарамастан атом электр станцияларында шығарылатын қауіпті радиоактивті қалдықтарға батып кетпестен электр энергиясының үлкен көлемін алуға болады. Айда гелий-3 өндіру және оны кейін жерге жеткізу-оңай шаруа емес, бірақ сонымен бірге бұл приключенияға қатысқандар керемет сыйлықтың иесі бола алады. Гелий -3 - бұл әлемді «нашақорлықтан» мәңгілікке арылта алатын зат - қазба отыны, май инесі.
Жер бетінде гелий-3 жетіспейді. Гелийдің көп мөлшері күнде пайда болады, бірақ оның аз бөлігі гелий-3, ал негізгі бөлігі гелий-4. Бұл изотоптар Жерге қарай «күн желінің» бір бөлігі ретінде қозғалса, екі изотоп та өзгеріске ұшырайды. Жер тұрғындары үшін аса қымбат тұратын гелий-3 біздің планетамызға жетпейді, өйткені оны Жердің магнит өрісі лақтырып жібереді. Сонымен бірге Айда магнит өрісі жоқ, бұл жерде гелий-3 топырақтың беткі қабатында еркін жинала алады.
Қазіргі кезде ғалымдар біздің табиғи спутникті тек табиғи астрономиялық обсерватория мен энергия ресурстарының көзі ретінде ғана емес, сонымен қатар жер бетіндегі адамдар үшін болашақ қосалқы құрлық ретінде қарастырады. Сонымен қатар, дәл тартымды және перспективалы ғарыш отынының сарқылмайтын көзі. Жер шарының тұрғындары үшін мүмкін болатын жаңа құрлық біздің планетадан небары 380 мың шақырым қашықтықта орналасқан; егер жер бетінде біршама жаһандық апат орын алса, мұнда адамдар үшін баспана болуы мүмкін. Айдан басқа аспан объектілерін еш кедергісіз байқауға болады, өйткені Жерде оған белгілі бір дәрежеде атмосфера кедергі жасайды. Бірақ ең бастысы - энергияның сарқылмайтын қоры, ол ғалымдардың пікірі бойынша адамзатқа 15000 жылға жетер еді. Сонымен қатар, Ай сирек кездесетін металдардың қорына ие: титан, барий, алюминий, цирконий және бұл бәрі емес, дейді ғалымдар. Бүгінде адамзат Айдың даму жолының ең басында ғана тұр.
Қазіргі уақытта Қытай, Үндістан, АҚШ, Ресей, Жапония - бұл штаттардың бәрі Айға сәйкес келеді және бұл елдер күннен күнге көбейіп келеді. Айға деген қызығушылықтың тағы бір толқуы өткен ғасырдың 90-шы жылдарының ортасында пайда болды. Содан кейін ғылыми ортада Айда су болуы мүмкін деген болжам пайда болды. Жақында американдық LRO зондымен ресейлік Lend қондырғысы мұны түпкілікті растады - Айда шынымен су бар (кратер түбінде мұз түрінде) және оның көп бөлігі (600 миллион тоннаға дейін)), және бұл көптеген мәселелерді шешеді.
Айда судың болуы ерекше құнды, өйткені ол ай негіздерін салу кезінде пайда болатын көптеген мәселелерді шеше алады. Суды Жерден жеткізудің қажеті жоқ, оны тікелей сайтта өңдеуге болады, дейді ИКИ ғарыштық гамма -спектроскопия зертханасының меңгерушісі Игорь Митрофанов. Кейбір есептеулер бойынша, қалау мен қаржыландырудың арқасында адамзат біздің табиғи жерсерігімізге 15 жылдан кейін қоныстануы мүмкін. Оның үстіне, ең алдымен, Айдың алғашқы тұрғындары оның полюстерінде ашылған судың үлкен қорларының жанында өмір сүрген болар еді.
Алайда, айдағы көптеген нәрселерге жаңа тәсілмен үйрену керек еді - тіпті жаяу жүру сияқты процесс. Айға секіру әлдеқайда жеңіл, бұл жерде тартылыс күші Жерге қарағанда 6 есе аз екеніне бір кездері Нил Армстронг 40 жыл бұрын осы аспан денесінің бетіне алғаш қадам басқанда көз жеткізді. Сонымен қатар, адамның Айдағы басты жауы - қазіргі уақытта радиация, құтқарудың көптеген нұсқалары жоқ. Ресей Ғылым академиясының Ғарыштық зерттеулер институтының директоры Лев Зеленийдің айтуынша, біздің табиғи серігімізде магнит өрісі жоқ. Күннің барлық сәулелері Айға түседі және одан өзіңізді қорғау өте қиын.
Сонымен қатар, адамның ғарышта ілгерілеуінің алғашқы қадамына айналуы тиіс екендігі даусыз факт, деп есептейді Зелений Лев. Оның айтуынша, Ай Күн жүйесінің басқа планеталарына ұшыру үшін ауыстырып тиеу базасына айналуы мүмкін. Сондай -ақ, қауіпті ғарыш объектілерінің Жерге жақындауы туралы алдын ала ескерту станциясын орналастыруға болады: кометалар мен астероидтар, бұл соңғы оқиғаларды ескере отырып өте маңызды. Ең бастысы-гелий-3, мүмкін болашақтың ғарыш отыны. Сену қиын, бірақ Айдың бүкіл бетімен қапталған қара сұр шаң - бұл бірегей заттың қоймасы.
Планетадағы мұнай мен газ мәңгілікке созылмайды. Бірқатар сарапшылардың пікірінше, адамзат осы ресурстармен 40 жылдай ерекше проблемаларсыз өмір сүреді. Бүгінгі таңда атом электр станциялары - жалғыз балама, бірақ радиацияның әсерінен бұл соншалықты қауіпсіз емес. Сонымен бірге гелий-3 қатысатын термоядролық реакция экологиялық таза. Ғалымдардың айтуынша, бұдан жақсырақ нәрсе ойлап табылған жоқ және бұған кем дегенде 2 себеп бар. Біріншіден, бұл өте тиімді термоядролық отын, екіншіден, одан да құнды, ол экологиялық таза, - дейді В. И. атындағы Геохимия және аналитикалық химия институтының директоры Эрик Галимов. ЖӘНЕ. Вернадский.
Мәскеу мемлекеттік университетінің Мемлекеттік астрономиялық институтының Ай мен планеталық зерттеулер бөлімінің меңгерушісі Владислав Шевченконың бағалауы бойынша Жердің табиғи серігіндегі гелий-3 қоры мыңдаған жылдарға жетеді. Сарапшылардың бағалауы бойынша, Айдағы гелий-3-тің минималды көлемі шамамен 500 мың тоннаны құрайды, неғұрлым оптимистік бағалаулар бойынша, ол жерде кемінде 10 миллион тонна. Термоядролық синтез реакциясы кезінде реакцияға 0,67 тонна дейтерий мен 1 тонна гелий-3 енген кезде энергия бөлінеді, бұл 15 миллион тонна мұнайдың жану энергиясына тең. Айта кету керек, қазіргі уақытта мұндай реакцияларды жүргізудің техникалық мүмкіншілігін әлі де зерттеу қажет.
Ал бұл затты Айдан шығару оңай болмайды. Гелий-3 беткі қабатта орналасқанымен, оның концентрациясы өте төмен. Уақыттың негізгі мәселесі - ай реголитінен гелий өндіру шындығы. Энергетикаға қажет гелий-3 мөлшері 100 тонна ай топырағына шамамен 1 грамм құрайды. Бұл осы изотоптың 1 тоннасын алу үшін кемінде 100 млн.тонна ай топырағы.
Бұл жағдайда гелий-3 қажет емес гелий-4-тен бөлінуі керек болады, оның концентолі реголитте 3 мың есе жоғары. Ерік Ғалымовтың айтуынша, айда 1 тонна гелий-3 өндіру үшін, жоғарыда айтылғандай, 100 миллион тонна ай топырағын өңдеу қажет болады. Біз Айдың жалпы ауданы шамамен 20 шаршы шақырым болатын, 3 метр тереңдікте өңдеуді қажет ететін бөлімі туралы айтып отырмыз! Сонымен қатар, осы отынның 1 тоннасын Жерге жеткізу тәртібінің өзі кем дегенде 100 миллион доллар тұрады. Бірақ шын мәнінде, бұл өте үлкен соманың өзі термоядролық электр станциясында осы шикізаттан алынатын энергия құнының 1% ғана құрайды.
Шевченконың бағалауы бойынша, оны өндіруге және Жерге жеткізуге қажетті барлық инфрақұрылымды құруды ескере отырып, 1 тонна гелий-3 өндіру құны 1 миллиард долларға жетуі мүмкін. Сонымен қатар, 25 тонна гелий-3-ті Жерге тасымалдау бізге 25 миллиард долларды құрайды, бұл отынның мұндай ауқымы жер тұрғындарын бір жыл бойы энергиямен қамтамасыз етуге жеткілікті екенін ескерсек, бұл онша үлкен сома емес. Мұндай энергия тасымалдаушының пайдасы АҚШ -тың өзі жыл сайын энергия тасымалдаушыларға шамамен 40 миллиард доллар жұмсайтынын есептесек, айқын болады.
Американдық астронавт Харрисон Шмитт жасаған есептеулерге сәйкес, жер бетіндегі энергияда гелий-3 қолдану, жеткізу мен өндірудің барлық шығындарын ескере отырып, термоядролық энергияны өндіру осы шикізаттан асатын кезде пайдалы және коммерциялық тұрғыдан тиімді болады. 5 ГВт. Шындығында, бұл Жерге үнемді жеткізу үшін ай отынымен жұмыс істейтін 1 электр станциясының өзі жеткілікті болатынын көрсетеді. Шмиттің бағалауы бойынша, тіпті зерттеу сатысында алдын ала шығындардың көлемі шамамен 15 миллиард долларды құрайды.
Гелий-3 алудың ықтимал нұсқаларының бірін Эрик Галимов ұсынды. Ай бетінен изотопты алуды ұйымдастыру үшін ол реголитті Цельсий бойынша 700 градусқа дейін қыздыруды ұсынады. Осыдан кейін оны сұйылтып, бетіне шығаруға болады. Қазіргі технологиялар тұрғысынан бұл процедуралар өте қарапайым және белгілі. Орыс ғалымы шикізатты арнайы «күн пештерінде» жылытуды ұсынады, олар үлкен ойыс айналардың көмегімен күн сәулесін реголитке бағыттайды. Бұл жағдайда ай топырағынан оның құрамындағы оттегін, сутегі мен азотты алуға болады. Бұл ай өнеркәсібі жердегі энергетикалық кешеннің шикізатын ғана емес, оны алып жүретін зымырандарға арналған зымыран отынын, сондай -ақ ай кәсіпорындарында жұмыс істейтін адамдарға ауа мен су шығара алатынын білдіреді. Ұқсас жобалар қазіргі уақытта АҚШ -та жүргізілуде.
Бірақ бұл ай топырағы бізге бере алатынның бәрі емес. Реголит құрамында титанның жоғары мөлшері бар, ол ұзақ мерзімді перспективада Жердің табиғи серігінде зымыран денелері мен өнеркәсіптік құрылымдардың элементтерінің өндірісін құруға көмектеседі. Бұл жағдайда Айға тек зымырандардың, компьютерлер мен құралдардың жоғары технологиялық элементтерін жеткізуге тура келеді. Және бұл бүкіл ай экономикасы үшін екінші перспективалы бағытты ашуы мүмкін - ең үнемді ғарыш айлағының құрылысы, бүкіл Күн жүйесін зерттеудің ғылыми базасы.
