Колонизация Луны и добыча там гелия-3? Пока это фантастика из далекого будущего

371
18 июля 2020 в 8:00
Автор: Ян Альшевский

Колонизация Луны и добыча там гелия-3? Пока это фантастика из далекого будущего

Проблема современного мира — обилие обещаний и прогнозов, которые слишком часто не сбываются, и проектов, сроки выполнения которых постоянно переносятся. А потом все благополучно забывают о сказанном. Это касается всех сфер — от обещаний «светлого будущего» и высоких зарплат до технологических прорывов. И космоса. «Через тернии к звездам» пока не получается, зато есть Луна и Марс, до которых при большом желании можно добраться.

Естественный спутник Земли особенно привлекателен: он совсем недалеко — всего за 384 тыс. километров (это среднее расстояние, так как небесное тело перемещается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите), что по космическим меркам ничто. Луна может выступить плацдармом для более дальних пилотируемых путешествий, однако для этого ее нужно «немного колонизировать».

Кроме роли космодрома, спутник нашей планеты называют источником невероятных богатств — точнее, теоретического энергетического ресурса в виде гелия-3. Его добыча на Земле не слишком безопасна (да и в «живом» виде его на нашей планете почти нет), а после старта программы ядерного разоружения она усложнилась еще больше.

Из-за этого гелий-3 дорогой (как-то ценник подскочил с $100 до $2000 за литр), что привело к постепенному снижению спроса. Применяется он в первую очередь в счетчиках нейтронов, при проведении научных экспериментов и в медицине — в аппаратах МРТ (его применение особенно оправданно при наличии разных типов хронической обструктивной болезни легких, муковисцидозе и астме).

Геральд Кульчински сконструировал демонстрационную модель реактора на гелии-3. Он имеет диаметр в 10 сантиметров, объем вырабатываемой энергии — 1 милливатт на 1 киловатт затраченной. Фото: University of Wisconsin

Согласно теории, гелий-3 можно использовать в качестве компонента ядерного топлива, способного обеспечить энергией всю планету на долгие-долгие годы вперед. В настоящее время это не более чем футуризм из-за существующих технологических ограничений и полной экономической нецелесообразности создания подобных энергетических установок. Может, со временем ситуация изменится.

Менее десяти лет назад российские ученые начали активно продвигать лунный гелий-3 (вторым основным компонентом называют дейтерий) в качестве топлива, которое обеспечит Землю энергией на ближайшие L веков. Тогда высказывалось предположение, что на спутнике, по самым осторожным прикидкам, можно добыть 500 тыс. тонн этого стабильного изотопа гелия.

Еще одна вариация на тему промышленной разработки Луны. Фото: thepropgallery.com/moon-bts-harvester-miniature

Всего 1 тонна гелия-3 плюс 670 килограммов дейтерия высвободят энергию, эквивалентную сгоранию примерно 15 млн тонн нефти, говорил заведующий отделом исследований Луны и планет Государственного астрономического института МГУ имени Ломоносова Владислав Шевченко. Звучало это прекрасно и перспективно, однако вопрос создания лунной базы, развертывания там добычи и доставки материалов и топлива туда-обратно упоминался лишь вскользь.

Тогда же «Роскосмос» объявил конкурс, победитель которого занялся бы проектированием ракеты-носителя тяжелого класса, способной доставить на траекторию полета к Луне пилотируемые корабли. А там не за горами и отправка тяжелых грузов для возведения форпоста человечества.

пульсоксиметр, с дисплеем, влагозащищенный корпус
пульсоксиметр, с дисплеем, подключение к ПК, влагозащищенный корпус
пульсоксиметр, с дисплеем, влагозащищенный корпус

Еще несколько лет идея заселения и разработки околоземного пространства активно обсуждалась, звучали планы закрепиться на Луне к 2030 году. Тогда же вице-премьер Дмитрий Рогозин заявил, что спутник Земли является ближайшим источником «внеземного вещества, полезных ископаемых, минералов, летучих соединений, воды». Сообщалось, что «Роскосмос» уже ведет разработку проекта долговременной лунной базы, заимствуя часть идей у советских ученых (но в последние несколько лет об очевидных прорывах в этом направлении не рассказывали: денег нет).

Вероятно, речь шла о «Звезде», которую называли наиболее проработанным проектом лунной базы.

Он разрабатывался в 1960—1970-х годах. Тогда идея освоения космоса казалась романтической и одновременно необходимой из-за холодной войны СССР с США. Не исключено, что «Звезда» стала ответом на американские программы Project A119 (отправка на Луну атомной бомбы для изучения состава выброса грунта, а кратер после взрыва можно использовать как посадочную площадку), а также Lunex и Project Horizon.

Концепт лунной базы, который был представлен в 1986 году. Фото: Dennis Davidson, NASA

Вряд ли в то время существовали какие-то сверхчеткие цели колонизации Луны. Отчасти это был исследовательский интерес, но главное — показать, «кто лучше», а успешная миссия Apollo подогрела оптимизм — по крайней мере у американцев.

Это была своего рода игра в «я первый». Кроме славы, победитель получал возможность пострелять сверху по условному врагу (к счастью, позже космическую агрессию запретили). Огромные средства тратились на подпитку государственного эго без реальной выгоды для граждан и человечества. В то же время именно благодаря этой гонке в космические программы вливали астрономические же суммы, а без них развитие технологий могло пойти иным путем.

Фото: ArchDaily

В 1980-х идея колонизации Луны утихла с одновременным снижением финансирования таких проектов, безжизненный шарик давно никто не посещал. NASA, например, забросила его ради программы Space Shuttle, а СССР было не до того.

В новом веке такая близкая и одновременно далекая Луна вновь стала объектом интереса — по ряду причин: как стартовая площадка для дальних путешествий и как источник гипотетической энергетической безопасности Земли.

Луна хороша возможностью обеспечить быструю связь, доставку материалов — осталось только возвести там базу. В идеале перед этим надо было бы найти достаточное количество воды. Ее заметные следы обнаружены, а проверить «источники» должны во время масштабной по количеству участников программы Artemis, которой заведует NASA. Если ее не отложат или не отменят. Тогда у кого-то еще получится.

Пищу придется завозить с родной планеты. Когда-то, может, появится местная гидропоника. И это при условии, что лунная вода имеется, ее достаточно, ее можно добыть и она в принципе пригодна для нужд человека. В противном случае в список очень дорогостоящих «покупок» добавится живительная влага. В NASA 30 лет назад описали концепт лунной фермы, способной прокормить 50 человек. Но ее площадь — один гектар. Это не картофельная плантация Марка Уотни.

Еще предстоит научиться использовать местные материалы для постройки жилищ. Но не исключено, что их придется бурить в грунте кратеров или обустроиться в лавовых трубках — к примеру, из-за отсутствия атмосферы здесь очень жарко на солнце и жутко холодно в тени. И придется бороться с радиацией: только в фильмах можно бродить днями на другой планете под палящим Солнцем, а также бомбардировкой метеоритами. Для защиты сойдет реголит, а несколько лет назад компания TeamIndus предложила для защиты электромагнитный щит (впрочем, с тех пор от индийского стартапа ничего не слышно).

Существуют концепты и надувных модулей (еще в 1954 году идею озвучил фантаст Артур Кларк). Такие описывает одна из инициатив (с поддержкой ученых NASA и ESA), которая представила свою концепцию лунного поселения. Проект носит название Moon Village. Его участники описывают базу, состоящую из надувных блоков, в которых разместятся рабочие зоны, жилье, лаборатории, производство и так далее. Модули предлагают защитить панцирями, созданными роботами по принципу 3D-печати как раз из лунной породы.

Тем не менее специалисты лелеют концепцию получения всего необходимого именно in situ (лат. «на месте»), опуская вопрос создания промышленного сектора только на Луне.

А еще остаются воздух и энергия для обеспечения жизни колоний и отправки кораблей. Добыча и использование лунного гелия-3 еще долго будут фантастикой, а из-за длинных ночей солнечные батареи придется размещать в строго отведенных местах небесного тела.

Гелий-3 еще считают (немного) перспективным, но все чаще озвучивается теория, согласно которой эффективнее будет добывать воду — она также понадобится для выпуска топлива непосредственно на Луне для полетов еще дальше.

Так художник представляет грузовой транспорт для перевозки лунного грунта. На самом деле, чтобы добыть достаточное количество гелия-3, придется перелопатить не один миллион тонн местного «чернозема», и лопатами тут не обойтись. Фото: adamburnart.artstation.com (Adam Burn)

В 1986 году американские ученые подсчитали, что энергии, вырабатываемой реакцией гелия-3, окажется в 250 раз больше, чем будет затрачено на его добычу и доставку на Землю. Критики покачали головами: «Кто будет контролировать добычу, заработает миллиарды!» Прошло более 30 лет — ни энергии, ни миллиардера. Да и лунного гелия-3 тоже нет. Наверное, потому, что технологии его добычи не существует, неизвестно, как получить от него отдачу, нет и подходящих реакторов. Говорят, такие появятся еще лет через 25, если кто-то придумает его реальную конструкцию.

Согласно нынешним прогнозам, лунная база появится не ранее 2030 года, однако, как показывает история, шансы на это невелики. Более реалистичные планы указывают на 2040-е. Решение «лунных вопросов» наверняка поможет в создании новых прорывных технологий, которые пригодятся на Земле.

Фото: wallhere.com

Вопрос в другом: не повторится ли история, когда начинание окажется неподъемным из-за недостатка ресурсов? А без Луны, вероятно, и Марса нам не видать. И Юпитера, где гелия-3 хоть отбавляй. К нему полетим на ионных двигателях.

сенсорный дозатор для жидкого мыла, настольный, пластик, объём: 320 мл
сенсорный дозатор для жидкого мыла, настольный, пластик, объём: 280 мл
сенсорный дозатор для жидкого мыла, настольный, пластик, объём: 300 мл

Читайте также:

Хроника коронавируса в Беларуси и мире. Все главные новости и статьи здесь

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Самые оперативные новости о пандемии и не только в новом сообществе Onliner в Viber. Подключайтесь

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by

Автор: Ян Альшевский
Без комментариев