Ορυκτά στη Σελήνη: θεωρίες, έργα εξόρυξης, σύνθεση εδάφους και απαιτούμενο επίπεδο τεχνολογικής ανάπτυξης

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:59

Το φεγγάρι είναι ένας φυσικός δορυφόρος της Γης. Πριν από μισό αιώνα, ο άνθρωπος πάτησε για πρώτη φορά το πόδι του στην επιφάνειά του. Έκτοτε, εμφανίστηκαν πραγματικές ευκαιρίες για άμεσες επιστημονικές μελέτες της επιφάνειας και του εσωτερικού αυτού του ουράνιου αντικειμένου. Υπάρχουν ορυκτά στο φεγγάρι; Ποιοι είναι αυτοί οι πόροι και μπορούν να εξορυχθούν; Θα βρείτε απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις στο άρθρο μας.

Το φεγγάρι και η εσωτερική του δομή

Ο πλανήτης μας έχει μόνο έναν φυσικό δορυφόρο - τη Σελήνη. Είναι ο πλησιέστερος δορυφόρος στον Ήλιο σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα. Η Σελήνη βρίσκεται σε απόσταση 384.000 χιλιομέτρων από τη Γη. Η ισημερινή του ακτίνα είναι 1.738 km, που αντιστοιχεί περίπου σε 0,27 ακτίνα της Γης.

Πριν μιλήσετε για ορυκτά στη Σελήνη, θα πρέπει να περιγράψετε την εσωτερική δομή αυτού του ουράνιου σώματος με όσο το δυνατόν περισσότερες λεπτομέρειες. Τι γνωρίζουν λοιπόν οι επιστήμονες σήμερα;

Όπως ο πλανήτης Γη, η Σελήνη αποτελείται από πυρήνα, μανδύα και εξωτερικό φλοιό. Ο σεληνιακός πυρήνας είναι σχετικά μικρός (μόνο 350 km σε διάμετρο). Περιέχει πολύ υγρό σίδηρο, υπάρχουν επίσης ακαθαρσίες από νικέλιο, θείο και κάποια άλλα στοιχεία. Γύρω από τον πυρήνα υπάρχει ένα στρώμα μερικώς λιωμένου υλικού που προέκυψε από την κρυστάλλωση του μάγματος πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια (λίγο μετά τον σχηματισμό της ίδιας της Σελήνης).

Το πάχος του σεληνιακού φλοιού ποικίλλει από 10 έως 105 χιλιόμετρα. Επιπλέον, το πάχος του είναι αισθητά μικρότερο στην πλευρά του δορυφόρου που βλέπει τη Γη. Σε παγκόσμιο επίπεδο, δύο ζώνες μπορούν να διακριθούν στο σεληνιακό ανάγλυφο: ορεινές ηπειρωτικές και χαμηλές - οι λεγόμενες σεληνιακές θάλασσες. Οι τελευταίοι δεν είναι τίποτα άλλο από τεράστιοι κρατήρες που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα του βομβαρδισμού της επιφάνειας της Σελήνης από αστεροειδείς και μετεωρίτες.

Επιφάνεια της Σελήνης

Έχουμε ήδη συνηθίσει να συνειδητοποιούμε ότι κάτω από τα πόδια μας υπάρχει ένα πολύμετρο στρώμα ιζηματογενών πετρωμάτων - ασβεστόλιθοι, ψαμμίτες, άργιλοι. Αλλά το φεγγάρι δεν είναι η γη. Εδώ όλα είναι διατεταγμένα διαφορετικά, και απλά δεν υπάρχουν πετρώματα ιζηματογενούς προέλευσης και δεν μπορούν να είναι. Ολόκληρη η επιφάνεια του δορυφόρου μας καλύπτεται με ρεγόλιθο ή «σεληνιακό έδαφος». Αυτό είναι ένα μείγμα λεπτού υλικού και λεπτής σκόνης, που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα συνεχούς βομβαρδισμού μετεωριτών.

Το πάχος του στρώματος ρεγολίθου της Σελήνης μπορεί να φτάσει αρκετές δεκάδες μέτρα. Και σε ορισμένες περιοχές της επιφάνειας, δεν ξεπερνά τα δύο εκατοστά. Εξωτερικά, αυτό το στρώμα μοιάζει με μια γκρι-καφέ κουβέρτα σκόνης. Με την ευκαιρία, τον εαυτό μουΟ όρος «ρεγόλιθ» προέρχεται από δύο ελληνικές λέξεις: «λίθος» (πέτρα) και «ρεός» (κουβέρτα). Περιέργως, η μυρωδιά του ρεγολίθου θύμιζε στους αστροναύτες τον καμένο καφέ.

Ας σημειωθεί ότι το κόστος μεταφοράς ενός κιλού ύλης από το φεγγάρι υπολογίζεται σε περίπου 40 χιλιάδες δολάρια. Ωστόσο, οι Αμερικανοί, συνολικά, έχουν ήδη παραδώσει πάνω από 300 κιλά ρεγόλιθου στη Γη από διάφορα σημεία της επιφάνειας του δορυφόρου. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να πραγματοποιήσουν μια ενδελεχή ανάλυση του σεληνιακού εδάφους.

Όπως αποδείχθηκε, ο ρεγόλιθος είναι χαλαρός και αρκετά ετερογενής. Ταυτόχρονα, κολλάει καλά μεταξύ τους σε σβώλους, γεγονός που εξηγείται από την απουσία μεμβράνης οξειδίου. Στο ανώτερο στρώμα του ρεγολίθου (όχι πιο βαθιά από 60 cm), κυριαρχούν σωματίδια μεγέθους έως και ενός χιλιοστού. Το σεληνιακό έδαφος είναι εντελώς αφυδατωμένο. Βασίζεται σε βασάλτες και πλαγιοκλάστες, που είναι σχεδόν παρόμοια σε σύνθεση με τη Γη.

Λοιπόν, υπάρχουν ορυκτά στη Σελήνη κάτω από το στρώμα ρεγολίθου; Θα μάθετε περισσότερα για αυτό αργότερα στο άρθρο μας.

Ορυκτά στη Σελήνη: πλήρης λίστα

Μην ξεχνάτε ότι η Γη και η Σελήνη είναι, στην πραγματικότητα, ετεροθαλείς αδερφές. Επομένως, είναι απίθανο τα σπλάχνα του μοναδικού μας δορυφόρου να κρύβουν αισθήσεις ορυκτών. Ωστόσο, ποια ορυκτά υπάρχουν στο φεγγάρι; Ας το καταλάβουμε.

Πετρέλαιο, άνθρακας, φυσικό αέριο… Αυτοί οι ορυκτοί πόροι δεν υπάρχουν και δεν μπορούν να υπάρχουν στη Σελήνη, γιατί είναι όλοι βιογενούς προέλευσης. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ατμόσφαιρα ή οργανική ζωή στον δορυφόρο μας, ο σχηματισμός τουςαπλά αδύνατο.

Ωστόσο, διάφορα μέταλλα βρίσκονται στα έγκατα του φεγγαριού. Ειδικότερα, σίδηρος, αλουμίνιο, τιτάνιο, θόριο, χρώμιο, μαγνήσιο. Η σύνθεση του σεληνιακού ρεγολίθου περιέχει επίσης κάλιο, νάτριο, πυρίτιο και φώσφορο. Με τη βοήθεια του αυτόματου διαπλανητικού σταθμού Lunar Prospector, που εκτοξεύτηκε το 1998, ήταν επίσης δυνατό να προσδιοριστεί ο εντοπισμός ενός συγκεκριμένου μετάλλου στη σεληνιακή επιφάνεια. Έτσι, για παράδειγμα, ένας χάρτης της κατανομής του θορίου στο φεγγάρι μοιάζει με:

Γενικά, όλα τα σεληνιακά πετρώματα και ορυκτά μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες:

1. Βασάλτες των σεληνιακών θαλασσών (πυροξένιο, πλαγιοκλάση, ιλμενίτης, ολιβίνη).
2. KREEP-πετρώματα (κάλιο, φώσφορος, στοιχεία σπάνιων γαιών).
3. ΑΝΤ-πετρώματα (νορίτης, τροττόλιθος, ανορθοσίτης).

Μεταξύ άλλων, σημαντικά αποθέματα νερού σε μορφή πάγου έχουν επίσης ανακαλυφθεί στη Σελήνη (περίπου 1,6 δισεκατομμύρια τόνοι συνολικά).

Ηλιο-3

Ίσως το κύριο και πολλά υποσχόμενο από την άποψη της ανάπτυξης απολιθωμάτων στο φεγγάρι είναι το ισότοπο ηλίου-3. Οι γήινοι το θεωρούν ως πιθανό θερμοπυρηνικό καύσιμο. Έτσι, σύμφωνα με τον Αμερικανό αστροναύτη Garrison Schmidt, η εξαγωγή αυτού του ελαφρού ισοτόπου ηλίου στο εγγύς μέλλον θα μπορέσει να λύσει το πρόβλημα της ενεργειακής κρίσης στη Γη.

Το Ηλιο-3 αναφέρεται συχνά ως το «καύσιμο του μέλλοντος» στους επιστημονικούς κύκλους. Στη Γη, είναι εξαιρετικά σπάνιο. Όλα τα αποθέματα αυτού του ισοτόπου στον πλανήτη μας υπολογίζονται από τους επιστήμονες σε όχι περισσότερο από έναν τόνο. Με βάση αυτό, το κόστος ενός γραμμαρίου μιας ουσίας είναι ίσο με χίλια δολάρια. Ωστόσο, ένα γραμμάριοΤο ήλιο-3 μπορεί να αντικαταστήσει έως και 15 τόνους λαδιού.

Αξίζει να σημειωθεί ότι δεν θα είναι εύκολο να καθιερωθεί η διαδικασία εξαγωγής ηλίου-3 στην επιφάνεια του φεγγαριού. Το πρόβλημα είναι ότι ένας τόνος ρεγολίθου περιέχει μόνο 10 mg πολύτιμου καυσίμου. Δηλαδή, για να αναπτυχθεί αυτός ο πόρος στην επιφάνεια του δορυφόρου μας, θα χρειαστεί να κατασκευαστεί ένα πραγματικό συγκρότημα εξόρυξης και επεξεργασίας. Προφανώς, αυτό δεν είναι εφικτό τις επόμενες δεκαετίες.

Έργα εξόρυξης σελήνης

Η ανθρωπότητα σκέφτεται ήδη σοβαρά τον αποικισμό της Σελήνης και την ανάπτυξη των ορυκτών πόρων της. Η θεωρητική εξόρυξη στο φεγγάρι είναι απολύτως δυνατή. Αλλά στην πράξη, αυτό είναι πολύ δύσκολο να εφαρμοστεί. Πράγματι, για αυτό, στην επιφάνεια του δορυφόρου μας, θα χρειαστεί να δημιουργηθεί μια κατάλληλη βιομηχανική υποδομή. Επιπλέον, όλα όσα χρειάζεστε θα πρέπει να τα φέρετε από τη Γη - υλικά, νερό, καύσιμα, εξοπλισμός κ.λπ.

Ωστόσο, ορισμένα έργα βρίσκονται ήδη υπό ανάπτυξη. Έτσι, η αμερικανική εταιρεία SEC σχεδιάζει να ασχοληθεί σοβαρά με την εξόρυξη σεληνιακού πάγου και την παραγωγή καυσίμου για διαστημόπλοια που βασίζονται σε αυτόν. Για αυτό, σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθούν τόσο ρομπότ όσο και ζωντανοί άνθρωποι. Στα τέλη του 2017, η NASA ανακοίνωσε την αποδοχή αιτήσεων με τεχνολογικές προτάσεις για την εξόρυξη πόρων από διαστημικά αντικείμενα. Οι ειδικοί αυτού του τμήματος ελπίζουν ότι η εξόρυξη θα γίνει πραγματικότητα μέχρι το 2025.

Αλλά η Κίνα ενδιαφέρεται σοβαρά για στοιχεία σπάνιων γαιών που περιέχονται στον σεληνιακό φλοιό. Να μελετήσει και να κυριαρχήσειαπό αυτόν τον πόρο, η χώρα σχεδιάζει να δημιουργήσει μια ειδική ερευνητική βάση στο φεγγάρι. Η Ρωσική Ομοσπονδία δεν υστερεί σε σχέση με τις κορυφαίες διαστημικές δυνάμεις. Μέχρι το 2025, η Roscosmos σχεδιάζει να δημιουργήσει μια σειρά από ρομπότ για εξόρυξη στη Σελήνη.

Σε συμπέρασμα…

Δεν υπάρχουν ορυκτά στη Σελήνη ως τέτοια. Τουλάχιστον κατά τη δική μας, επίγεια, αντίληψη αυτού του όρου. Ωστόσο, έχει βρεθεί ένας αριθμός μετάλλων στον σεληνιακό φλοιό, ιδιαίτερα στον ρεγολίθο. Μεταξύ αυτών είναι ο σίδηρος, το αλουμίνιο, το τιτάνιο, το θόριο, το χρώμιο, το μαγνήσιο και άλλα. Η εξόρυξη ορυκτών πόρων στην επιφάνεια της Σελήνης είναι θεωρητικά δυνατή, αλλά πρακτικά δεν είναι ακόμη εφικτή.