Добыча ископаемых на Луне - Заброшенная лаборатория. Форум

Заброшенная лаборатория. Форум: Добыча ископаемых на Луне - Заброшенная лаборатория. Форум

Перейти к содержимому

Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Добыча ископаемых на Луне Луна спасет Землю от энергетического кризиса

#1

Статус: Offline

  kovolchik  17 Ноябрь 2011 - 18:44

  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Современные ученые начинают предпринимать несмелые попытки организации деятельности по разведке и добыче полезных ископаемых на Луне. Возможно, уже через несколько десятков лет фантастика станет реальностью, и лунные богатства спасут нашу планету от глобального энергетического кризиса.

Прикрепленное изображение: Луна.jpeg
0
6

#2

Статус: Offline

  kovolchik  17 Ноябрь 2011 - 18:53

  • Автор темы
  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Лунный гелий-3 – энергия будущего.

Наиболее перспективным в плане энергообеспечения считается изотоп гелия-3, обнаруженный на Луне в огромных количествах. Сравнительно высокую концентрацию гелия-3 в лунном реголите ученые заметили еще в 1970 году, когда американский космический аппарат впервые доставил на землю образцы лунного грунта.
Гелий-3, открытый в 1939 году, является самым легким стабильным изотопом гелия. Ядро гелия-3 называется гелион и состоит из одного нейтрона и двух протонов. В составе земной атмосферы содержится всего 0,000137% этого вещества. Большая часть гелия-3 находится на Земле со времен образования нашей планеты. На сегодняшний день единственным источником добычи гелия-3 является искусственные методы распада трития. Много гелия-3 находится на Солнце, в атмосферах крупных планет и в лунном реголите. По подсчетам ученых, в одной тонне лунного грунта содержится 0,01 г гелия-3.
За много лет существования естественный земной спутник, не имеющий собственной атмосферы, постоянно подвергался бомбардировке заряженных частиц из космоса. Гелий-3, в избытке имеющийся на Солнце, разносится по космическим просторам лунным ветром. Часть таких частиц внедрилась в поверхность Луны, став ее неотъемлемой частью. По оценкам экспертов, количество гелия-3 на Луне на сегодняшний день измеряется в сотнях миллионов тонн.

Гелий-3 и ядерный синтез.


Гелий-3, являясь основным элементом протекания реакции ядреного синтеза, или термоядерной реакции, может осуществить пока еще недосягаемую мечту энергетиков – получать практически неограниченное количество доступной и недорогой энергии. В отличие от современных атомных реакторов, генерирующих энергию в результате распада атомов, реакция ядерного синтеза гелия-3 с дейтерием подразумевает обратный процесс – объединения атомов водорода и образование гелия с выделением огромного количества энергии.

Прикрепленное изображение: термоядерная реакция с гелием-3.jpgТермоядерная реакция с участием гелия-3
Использование гелия-3 в качестве ядерного топлива обладает множеством преимуществ: меньшее количество радиоактивного излучения, отсутствие строгих требований к условиям хранения исходных материалов для проведения термоядерной реакции и, что самое важное, нулевой риск радиоактивного выброса в случае аварии на термоядерном реакторе. Ядерный синтез считается более безопасным процессом, чем реакция деления ядра, применяемая в современных ядерных реакторах. В процессе ядерного синтеза с участием гелия-3 не выделяются нейтроны, выполняющие разрушительную функцию. Термоядерная реакция позволяет получить огромное количество энергии без риска выделения опасных радиоактивных отходов. Таким образом, помимо колоссальной энергоемкости гелий-3 является абсолютно безопасным источников энергии.
Разработка этого направления всегда привлекала энергетиков, в развитие этой отрасли вкладываются миллиарды. Но до сих пор ученым удавалось поддерживать лишь совсем непродолжительную реакцию ядерного синтеза с участием гелия-3. Такая реакция может произойти при температуре, измеряемой в миллиардах градусов. То есть для нагрева реагентов фактически потребуется зажечь маленькое солнце. Но если достичь такую температуру для начала реакции ученым уже удавалось, то намного сложнее оказалось удержать температуру на нужном уровне. Термоядерная реакция в современных условиях может протекать в течение всего нескольких секунд и использоваться только для некоммерческих исследовательских целей. Именно поэтому строительство полноценного термоядерного реактора, работающего на основе гелия-3, пока что считается трудновыполнимым мероприятием.
Некоторые ученые не сомневаются: в будущем термоядерные реакции с участием гелия-3 будут производиться в промышленных масштабах. Именно тогда спрос на гелий-3 вырастет до немыслимых пределов.


Ценность гелия-3

О том, насколько эффективно использование гелия-3 в качестве источника энергии, можно судить по следующим цифрам. В процессе термоядерной реакции с участием 1 тонны гелия-3 высвобождается энергия, эквивалентная расходованию 20 миллионов тонн нефти. Это значит, что с помощью лунного ресурса гелия-3 вся наша планета может быть обеспечена энергией как минимум на тысячу лет.
Земной гелий-3 доступен только лишь в очень небольших количествах – не более нескольких десятков грамм в год. Сегодня стоимость килограмма этого чрезвычайно ценного вещества составляет около 16 миллионов долларов США. По оценкам специалистов, добыча килограмма гелия-3 на Луне и его доставка на землю обойдется не больше 25 тысяч долларов. Существенная разница!

Технология добычи гелия-3.

Ученые уже сейчас разработали основные принципы технологии добычи лунного гелия-3. Специальные агрегаты будут собирать реголит с поверхности Луны и доставлять его на перерабатывающие пункты. Собранный грунт в специальных печах будет нагреваться до 800 градусов по Цельсию, в результате чего будет выделяться гелий-3. Ценнейшее вещество будет направлено на Землю на борту космического аппарата многоразового использования. Водород, азот, вода, углекислый газ, метан и другие вещества, выделенные из лунного реголита вместе с гелием-3, будут использоваться для обеспечения потребностей лунного добывающего комплекса.
Безусловно, техническая реализация грандиозного проекта по добыче гелия-3 будет связана с огромными трудностями. Для обеспечения энергией целой планеты потребуется ежегодно разрабатывать около 20 миллиардов тонн реголита – трехметрового слоя грунта на участке площадью 3 тысячи квадратных километров. Для таких масштабных работ потребуется перевести на Луну целые комплексы горнодобывающей промышленности, построить хранилища, космодром и модули для размещения обслуживающего персонала.

Прикрепленное изображение: добыча гелия-3.jpg
Далеко не все специалисты преисполнены оптимизма, многие поддерживают точку зрения, сформулированную директором Института космической политики Вашингтона Джоном Логсдоном:

Цитата

«Космическое сообщество США не рассматривает добычу гелия-3 в качестве серьезного предлога для возвращения на Луну. Лететь туда за этим изотопом все равно что пятьсот лет назад отправить Колумба в Индию за ураном. Привезти-то он его может, и привез бы, только еще несколько сотен лет никто не знал бы, что с ним делать»


0

#3

Статус: Offline

  kovolchik  17 Ноябрь 2011 - 18:56

  • Автор темы
  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Добыча лунной воды.

Еще одним важнейшим энергоресурсом, обнаруженным на Луне, является вода. Космическое сканирование показало наличие на Луне миллиардов тонн льда, при этом большая часть воды находится на темной стороне.

Прикрепленное изображение: ледники на Луне.jpgСеверный полюс Луны. Кратеры, отмеченные зеленым цветом, заполнены льдом.
За разработку проекта добычи лунной воды взялась американская энергетическая компания «Шеклтон». В ее планы входит выполнение нескольких этапов программы по извлечению воды из лунных ледников. На первом этапе будет произведено плавление льда и очистка полученной воды с последующим превращением ее в перекись водорода и кислород. В результате конденсации газов будет образована перекись водорода, а также водород и кислород в жидком состоянии, которые могут быть эффективно использованы для изготовления ракетного топлива. Так будет обеспечена потребность в энергии космических транспортных средств, необходимых для осуществления деятельности на Луне. Также за счет энергии лунной воды будут питаться двигатели ракет в отрасли космического туризма и удаления космического мусора.
В рамках программы компании «Шеклтон» также будет осуществлено строительство нескольких заправочных станций на низкой околоземной орбите для обслуживания исследовательских, коммерческих и туристических кораблей за пределам Земли. Челноки, работающие на лунном топливе, в процессе своей эксплуатации никогда не будут опускаться на Землю.
В настоящее время компания «Шеклтон» находится только на первом этапе проекта добычи лунной воды - создается команда для осуществления всех пунктов программы, проводится поиск инвесторов и составляется детальный план работы. На следующем этапе на Луну будут запущены два беспилотных зонда для разведки месторождения воды, и только после проведения всех подготовительных мероприятий сможет стартовать миссия по добыче воды на Луне.
Уже сейчас находятся желающие инвестировать проект компании «Шеклтон». Руководство компании утверждает, что вся программа будет реализована за счет частных инвестиций без привлечения средств государства или федеральных космических агентств. По подсчетам авторов проекта, полномасштабная реализация программы обойдется в сумму около 20 миллиардов долларов США. Запланированный срок выполнения всех этапов – десять лет.
Руководство проекта готово в целях экономии пойти на очень рискованный шаг: отказаться от возможности аварийной эвакуации пилотируемого корабля с Луны, заправив его топливом лишь в расчете перелета в один конец. Возвращение на Землю будет возможно только в случае успешного выполнения операции за счет вновь добытых энергоресурсов. В случае неудачи полет на Луну станет путешествием в один конец. Такой риск позволит сэкономить около миллиарда долларов.

Правовая основа.

Техническая база для добычи лунных энергоресурсов подготавливается полным ходом, но пока еще не совсем ясной остается правовая основа разработок месторождений в космосе. С одной стороны, принятый ООН в 1967 году «Договор о космосе» не запрещает добычу ископаемых за пределами Земли, но кому могут принадлежать права на добытые ресурсы – в документе не указано. Но в 1984 году ООН было составлено «Соглашение о Луне», частично прояснившее некоторые спорные моменты. Главные положения документа звучат так:

Цитата

«Луна и ее природные ресурсы являются общим наследием человечества.»

Цитата

«…использование Луны должно осуществляться на благо и в интересах всех стран.»


Казалось бы, это постановление могло бы стать серьезной преградой для реализации проектов за средства частных инвесторов, но это соглашение по сей день остается не ратифицированным. США и СССР проголосовали против указанных выше пунктов, поэтому на данный момент вопрос о правах собственности на лунные ископаемые остается открытым. Пока что компании, планирующие организовать лунные разработки, действуют по принципу: что не запрещено, то разрешено.

Будет ли война за лунные ресурсы?

По мнению экспертов, все выглядит гладко лишь до тех пор, пока не разработана реальная техническая база для реализации проектов по добыче ископаемых на Луне. Специалисты уверены, что в тот момент, когда все технологии будут доведены до совершенства и цель станет более реальной, может начаться настоящая война за ресурсы. На достояние, которое еще недавно было «общим», будут предъявляться претензии со стороны отдельно взятых государств. Проще говоря, может произойти приблизительно следующее. Технология термоядерных реакторов будет полностью доработана, всему миру срочно понадобится гелий-3. Сразу несколько мощных держав отправят на Луну свои корабли и… начнут банальный раздел территории. Что из этого получится – сложно предугадать. Специалисты опасаются, что благородная миссия, направленная на обеспечение Земли практически неисчерпаемой энергией, может стать причиной серьезного межгосударственного раздора – так уж, к сожалению, устроены земляне. Но все же эксперты спешат успокоить: повод для битв за лунные ресурсы не появится в ближайшие десятки или даже сотни лет.

0

#4

Статус: Offline

  ups  22 Апрель 2012 - 23:18

  • На стажировке
  • Группа: Новички
  • Сообщений: 2
  • Регистрация: 22 Апрель 12

Гелий-3 как правильно заметил представитель НАСА сейчас никому не нужен, проект ИТЭР--ITER относится к термоядерным реакторам типа «токамак». Два ядра: дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона.Тоесть даже при успешной реализации этого проекта и создания термоядерного реактора ( что планируеться не раньше 2040 года) , реактор будет работать на дейтерий-тритиевом топливе а не на гелии-3 , что еще есть на Луне посмотрим минерал ильменит источник титана, стоимость титана 40-70 долларов килограмм в зависимости от очистки , выгоды никакой в добыче на луне его нет.Что еще есть ну с железом все ясно и так, вода не может быть самоцелью и ресурсом ради которого стоит лететь на луну,есть торий и самарий цена их за килограмм порядка сотен долларов ( себестоимость добычи на земле), тоесть выгоды тоже нет . Освоение Луны начнеться только в 2-х случаях первое значительное ( на порядки) удешевление космических перевозок , второе создание ( если получиться еще)термоядерных реакторов на основе гелия-3 лет так через 100 по самым оптимистическим прогнозам.Так что лет 100 война за ресурсы лунынам не грозит как впрочем и промышленное освоение луны)).Хотя есть и просвет что на Луну мы всетаки полетим но полетим не за гелием а именно за торием--Недавно Китай официально объявил о запуске программы по развитию атомной энергетики на базе ториевых ядерных реакторов-- вслучае успеха этой программы цены на торий взлетят вверх.
0

Поделиться темой:


Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Чтобы ответить в тему нужно Зарегистрироваться , это займет не больше минуты.

Свернуть категорию Похожие темы

  Название темы Автор Статистика Последнее сообщение
Нет тем.

1 человек читают эту тему
0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых пользователей

Быстрый переход

Рекламные объявления:



Активные темы