Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi. Pół wieku temu człowiek po raz pierwszy stanął na jego powierzchni. Od tego czasu pojawiły się prawdziwe możliwości bezpośrednich badań naukowych powierzchni i wnętrzności tego niebieskiego obiektu. Czy są jakieś minerały na Księżycu? Czym są te zasoby i czy można je wydobywać? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w naszym artykule.
Księżyc i jego struktura wewnętrzna
Nasza planeta ma tylko jednego naturalnego satelitę - księżyc. Jest najbliższym Słońcem satelitą w całym Układzie Słonecznym. Księżyc znajduje się 384 tysiące kilometrów od Ziemi. Jego promień równikowy wynosi 1738 km, co w przybliżeniu odpowiada 0, 27 promienia Ziemi.
Zanim zaczniemy mówić o minerałach na Księżycu, należy jak najwięcej opisać wewnętrzną strukturę tego ciała niebieskiego. Co więc dzisiaj wiedzą naukowcy?
Podobnie jak planeta Ziemia, księżyc składa się z rdzenia, płaszcza i skorupy zewnętrznej. Rdzeń Księżyca jest stosunkowo niewielki (tylko 350 km średnicy). Zawiera dużo płynnego żelaza, zanieczyszczenia niklem, siarką i niektóre inne pierwiastki. Wokół rdzenia znajduje się warstwa częściowo stopionej materii, powstającej w wyniku krystalizacji magmy około 4 miliardów lat temu (krótko po powstaniu samego księżyca).
Grubość skorupy księżycowej wynosi od 10 do 105 kilometrów. Co więcej, jego grubość jest zauważalnie mniejsza po stronie satelity zwróconego w stronę Ziemi. Globalnie w reliefie księżycowym można wyróżnić dwie strefy: górzystą kontynentalną i niską - tak zwane morza księżycowe. Te ostatnie są niczym więcej niż ogromnymi kraterami powstającymi w wyniku bombardowania powierzchni Księżyca przez asteroidy i meteory.
Powierzchnia księżyca
Jesteśmy już przyzwyczajeni do zdawania sobie sprawy, że pod naszymi stopami znajduje się multimetrowa skała osadowa - wapień, piaskowiec, glina. Ale księżyc nie jest ziemią. Tutaj wszystko jest inaczej ułożone, a skał osadowych po prostu nie ma i nie może być. Cała powierzchnia naszego satelity pokryta jest regolitem lub „ziemią księżycową”. Jest to mieszanina drobnego klastycznego materiału i drobnego pyłu powstającego w wyniku ciągłego bombardowania meteorytem.
Grubość regolitycznej warstwy księżyca może osiągnąć kilkadziesiąt metrów. A w niektórych częściach powierzchni nie przekracza dwóch centymetrów. Na zewnątrz ta warstwa przypomina szaro-brązowy koc z kurzu. Nawiasem mówiąc, sam termin „regolit” pochodzi od dwóch greckich słów: „litos” (kamień) i „reos” (koc). Co ciekawe, regolit w swoim zapachu przypominał astronautom o zapachu spalonej kawy.
Należy zauważyć, że koszt transportu jednego kilograma materii z Księżyca szacowany jest na około 40 tysięcy dolarów. Niemniej jednak Amerykanie w sumie dostarczyli już na Ziemię ponad 300 kilogramów regolitu z różnych części powierzchni satelity. Umożliwiło to naukowcom przeprowadzenie gruntownej analizy gleby księżycowej.
Jak się okazało, regolit jest kruchy i raczej niejednorodny. Ponadto dobrze przylega do grudek, co tłumaczy się brakiem warstwy tlenku. W górnej warstwie regolitu (nie głębiej niż 60 nanometrów) dominują cząstki o wielkości do jednego milimetra. Ziemia księżycowa jest całkowicie odwodniona. Opiera się na bazaltach i plagioklazach, które w swoim składzie są prawie podobne do ziemskich.
Czy są jakieś minerały na Księżycu pod warstwą regolitu? Więcej na ten temat dowiesz się w dalszej części naszego artykułu.
Minerały na Księżycu: pełna lista
Nie zapominaj, że Ziemia i Księżyc są w rzeczywistości przyrodnimi siostrami. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby wnętrzności naszego jedynego satelity ukrywały jakiekolwiek mineralne odczucia. Ale jakie minerały są na Księżycu? Zróbmy to dobrze.
Ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny … Na Księżycu nie ma tych zasobów mineralnych i nie mogą one być, ponieważ wszystkie są pochodzenia biogennego. Ponieważ na naszym satelicie nie ma atmosfery ani życia organicznego, ich powstanie jest po prostu niemożliwe.
Jednak różne metale leżą w trzewiach księżyca. W szczególności żelazo, aluminium, tytan, tor, chrom, magnez. Potas, sód, krzem i fosfor znajdują się również w składzie księżycowego regolitu. Korzystając z automatycznej stacji międzyplanetarnej Lunar Prospector, uruchomionej w 1998 r., Możliwe było również określenie położenia metalu na powierzchni Księżyca. Na przykład mapa rozmieszczenia toru na Księżycu wygląda następująco:
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie skały księżycowe i minerały można podzielić na trzy grupy:
- Bazalty mórz księżycowych (piroksen, plagioklaza, ilmenit, oliwin).
- KREEP skały (potas, fosfor, ziem rzadkich).
- Skały ANT (norit, troktolit, anortozyt).
Na Księżycu odkryto także znaczące rezerwy wody w postaci lodu (łącznie około 1, 6 miliarda ton).
Hel 3
Być może izotop helu-3 jest głównym i najbardziej obiecującym pod względem badań kopalnych na Księżycu. Ziemianie uważają to za możliwe paliwo termojądrowe. Tak więc, według amerykańskiego astronauty Harrisona Schmidta, wydobycie tego lekkiego izotopu helu w najbliższej przyszłości będzie w stanie rozwiązać problem kryzysu energetycznego na Ziemi.
Hel-3 w kręgach naukowych jest często nazywany „paliwem przyszłości”. Na Ziemi jest to niezwykle rzadkie. Wszystkie rezerwy tego izotopu na naszej planecie są szacowane przez naukowców nie więcej niż jedną tonę. Na tej podstawie koszt jednego grama substancji jest równy tysiącowi dolarów. W tym samym czasie jeden gram helu-3 może zastąpić do 15 ton oleju.
Warto zauważyć, że ustalenie procesu wytwarzania helu-3 na powierzchni księżyca nie będzie łatwe. Problem polega na tym, że jedna tona regolitu zawiera tylko 10 mg cennego paliwa. Oznacza to, że aby rozwinąć ten zasób na powierzchni naszego satelity, konieczne będzie zbudowanie prawdziwego kompleksu wydobywczego i przetwórczego. Oczywiście nie będzie to możliwe w nadchodzących dziesięcioleciach.
Moje projekty na Księżycu
Ludzkość poważnie myśli o kolonizacji Księżyca i rozwoju jego zasobów mineralnych. Teoretyczne wydobycie na Księżycu jest całkiem możliwe. Ale bardzo trudno jest go praktycznie wdrożyć. Rzeczywiście, w tym celu na powierzchni naszego satelity konieczne będzie stworzenie odpowiedniej infrastruktury przemysłowej. Co więcej, wszystko, co niezbędne, będzie musiało zostać sprowadzone z Ziemi - materiały, woda, paliwo, sprzęt itp.
Niemniej jednak niektóre projekty są już opracowywane. Tak więc amerykańska firma SEC planuje poważnie zaangażować się w wydobywanie lodu księżycowego i produkcję na podstawie paliwa do statku kosmicznego. W tym celu planowane jest użycie zarówno robotów, jak i żywych ludzi. Pod koniec 2017 roku NASA ogłosiła przyjęcie aplikacji wraz z propozycjami technologicznymi dotyczącymi wydobywania zasobów na obiektach kosmicznych. Specjaliści z tego działu mają nadzieję, że wydobycie stanie się rzeczywistością do 2025 r.
Ale Chiny są poważnie zainteresowane pierwiastkami ziem rzadkich zawartymi w skorupie księżycowej. Aby studiować i rozwijać ten zasób, kraj planuje utworzyć specjalną bazę badawczą na Księżycu. Federacja Rosyjska nie pozostaje daleko w tyle za wiodącymi potęgami kosmicznymi. Do 2025 roku Roscosmos planuje stworzyć serię robotów do wydobywania na Księżycu.
