Добыча гелия-3 на Луне будет сложным и многоступенчатым процессом. Гелий-3 переносится на Луну солнечным ветром и, как полагают, остается на поверхности, застряв в грунте, тогда как при достижении Земли он блокируется магнитосферой. Содержание Гелия 3 на Луне в 10 тысяч раз выше, чем на Земле. Гелий-3 очень важен, поскольку он является многообещающим кандидатом на роль топлива для ядерного синтеза. Добыча гелия-3 на Луне будет сложным и многоступенчатым процессом.
Луна и грош, или история гелиевой энергетики
Эта компания работает с 2022 года, но в среду она объявила о себе беспрецедентным заявлением. Называясь Interlune, она привлекла 15 миллионов долларов для финансирования проекта. Это в дополнение к предыдущим инвестиционным взносам частных лиц. Хотя это финансирование относительно скромное по сравнению с крупными коммерческими космическими проектами, последствия остаются потенциально значительными. Добыча гелия-3: к новому видению лунной экономики Концепция добычи полезных ископаемых на Луне не нова. Фактически, она была предложена учеными еще в начале 1970-х годов. Уже тогда исследователи определили элементы и ресурсы, которые можно добывать на Луне, но технологические ограничения не позволили добиться значительного прогресса в этой области. Однако в последние годы, с развитием робототехники, освоением космоса и различных методов добычи ресурсов, идея добычи полезных ископаемых на Луне была вновь возрождена. На этот раз ученые намерены совершить революцию в производстве энергии за счет использования гелия-3. Исследователи считают, что гелий-3 дает проблеск надежды в поисках управляемого термоядерного синтеза. Элемент, из которого получают этот изотоп, образуется в результате солнечной реакции и присутствует почти повсюду в космосе.
Однако Земля обладает лишь крошечным количеством этого элемента, что делает ее редкой находкой.
Необходимо разработать способ извлечения газа из лунного реголита — абразивного, каменистого и похожего на грязь материала с поверхности Луны. Затем гелий-3 нужно отправить на Землю, что на данный момент нереализуемо. Наконец, потребуется организовать большой и устойчивый рынок сбыта добытого изотопа на Земле. NASA инвестирует десятки миллиардов долларов в программу «Артемида» по высадке людей на Луну, Мейерсон хочет использовать эти транспортные, энергетические и другие ресурсы, чтобы основать горнодобывающую компанию на Луне. Гелий-3 — стабильный изотоп гелия с двумя протонами и одним нейтроном. Он возникает в результате термоядерного синтеза на Солнце и затем переносится солнечным ветром. Однако магнитосфера Земли отклоняет этот поток частиц от планеты. Гелий-3 не встречается в природе на Земле и образуется в крайне ограниченных количествах в результате испытаний ядерного оружия, работы ядерных реакторов и других реакций радиоактивного распада. Поскольку Луна не имеет магнитосферы, считается, что в лунном реголите содержится большое количество газообразного гелия-3.
Физические свойства[ править править код ] Атомная масса гелия-3 равна 3,016, в то время как у гелия-4 она равна 4,0026, ввиду чего их физические свойства весьма отличаются: Гелий-3 кипит при 3,19 К гелий-4 — при 4,23 К , его критическая точка равна 3,35 К у гелия-4 — 5,19 К. Соответственно, объём одного грамма гелия-3 при н. Линия внутри области твёрдой фазы разделяет спинупорядоченные и спинразупорядоченные структуры Часть фазовой диаграммы гелия-3 при температурах 0—0,003 К. При температуре ниже 2,6 мК и отсутствии магнитного поля существуют две сверхтекучие жидкости А и В. ОЦК — объёмно-центрированная кубическая кристаллическая структура. Квантовая жидкость , существенно отличающаяся по свойствам от жидкого гелия-4.
Это изотоп, который может стать топливом для будущих термоядерных реакторов и многих других. Полученный кристаллический минерал, честно говоря, действительно крошечный. Это примерно десятая часть человеческого волоса. Тем не менее, эта очень маленькая выборка возможности сбора данных нынешними марсоходами являются такими, какие они есть представляет огромный интерес для лунных геологов.
Гелий-3 действительно может изменить мир. Китайская миссия «Чанъэ-5» Changesite, Helium-3 и будущие разработки О том, что на нашей Луне есть залежи гелия-3, мы знали уже давно: еще со времен программы «Аполлон». И с тех пор ученые усердно работали над тем, чтобы понять, как доставить его на Землю, поскольку это дало бы огромные преимущества с точки зрения энергии. Прежде всего, термоядерный синтез с гелием-3 по сравнению с термоядерным синтезом с использованием дейтерия и трития, изотопов водорода, не приведет к образованию радиоактивных нейтронов. Минусы: большие трудности с получением контролируемых реакций, но у нас есть время решить эту проблему. Этап, который приведет к строительству «исследовательской базы» на южном полюсе Луны.
Топливо будущего: где и зачем добывают гелий-3
Уже тогда исследователи определили элементы и ресурсы, которые можно добывать на Луне, но технологические ограничения не позволили добиться значительного прогресса в этой области. Однако в последние годы, с развитием робототехники, освоением космоса и различных методов добычи ресурсов, идея добычи полезных ископаемых на Луне была вновь возрождена. На этот раз ученые намерены совершить революцию в производстве энергии за счет использования гелия-3. Исследователи считают, что гелий-3 дает проблеск надежды в поисках управляемого термоядерного синтеза. Элемент, из которого получают этот изотоп, образуется в результате солнечной реакции и присутствует почти повсюду в космосе. Однако Земля обладает лишь крошечным количеством этого элемента, что делает ее редкой находкой. Поэтому компания Interlune планирует изменить ситуацию, задействовав лунные ресурсы. Однако такой подход вызывает ряд вопросов.
Во-первых, научное сообщество интересуется, как стартап собирается добывать полезный газ из лунного реголита — абразивного, каменистого и загрязненного материала, находящегося на поверхности Луны. Во-вторых, как Interlune собирается отправлять гелий-3 на Землю? И наконец, если компания добьется успеха, есть ли уверенность в том, что у нее будет большой и устойчивый рынок для поддержки ее бизнеса? Однако в этом вопросе Мейерсон настроен оптимистично.
Научные исследования: гелий-3 используется в различных научных исследованиях, особенно в области физики и астрофизики. Он может быть использован в качестве рабочего газа в детекторах частиц и ядерных реакциях для изучения элементарных частиц, физических свойств материи и процессов в космосе. При вдыхании гелия-3 пациентом и последующем проведении МРТ, можно получить детальные изображения легких и оценить их функциональные характеристики. Это может помочь в диагностике и лечении заболеваний легких, таких как астма и хроническая обструктивная болезнь легких ХОБЛ.
Разработка инерциально-конфайнментных систем: Гелий-3 может использоваться в различных технологиях, связанных с инерциальным конфайнментом плазмы для управляемого термоядерного синтеза. Это включает в себя исследования и разработку магнитных ловушек и других устройств, способных удерживать горячую плазму, содержащую гелий-3, в контролируемых условиях. Важно отметить, что на данный момент промышленная эксплуатация гелия-3 ограничена из-за его редкости на Земле. Однако, как показали разработки Росатома, добыча Гелия-3 может значительно вырасти в ближайшем будущем. Ищете баллон с гелием в Москве? У нас вы можете купить баллон с гелием по выгодной цене и взять его в аренду. Мы предлагаем широкий выбор баллонов с гелием, включая портативные баллоны и баллоны под гелий вместимостью 40 литров.
Подписаться » Сокровище Луны — гелий-3 В то же время термоядерная реакция с участием гелия-3 является экологически чистой.
По словам ученых, ничего лучшего пока не придумано и на это есть как минимум 2 причины. Во-первых, это очень эффективное термоядерное топливо, а во-вторых, что еще более ценно, оно является экологически чистым, отмечает Эрик Галимов — директор Института Геохимии и аналитической химии им. По оценкам специалистов минимальный объем гелия-3 на Луне составляется около 500 тысяч тонн, по более оптимистичным оценкам его там не менее 10 млн.
Корабль с крыльями будет доставлять людей с Земли на МКС, а другая его модификация - без крыльев - летать к Луне. Флот из пяти кораблей нами оценен в два миллиарда долларов.
Для сравнения: США собираются потратить на разработку нового корабля до 8 миллиардов долларов. Если бы мы создавали систему с нуля, как американцы, потратили бы столько же. На каком этапе мы могли бы пойти на сотрудничество с другими странами в осуществлении лунного проекта? На всех этапах. Сначала полеты и исследования с наименьшими техническими рисками.
А потом создание промышленных объектов. Нужна постоянно действующая транспортная система на многоразовой основе. Строительство заводов и иных промышленных объектов на поверхности Луны также может осуществляться в рамках международного сотрудничества. Правильно ли я поняла, что транспортная система - это не только "Клипер"? Мы спроектировали еще и многоразовый разгонный блок, который будет дозаправляться и летать между околоземной и окололунной станциями.
Плюс транспорт для доставки тяжелых грузов. А вот тяжелые грузы - иная задача, здесь надо экономить топливо. Но в этом случае необязательно, чтобы корабль летел быстро. Мы разработали транспортное средство на электрореактивной тяге. Этот буксир обладает малой тягой, но высоким удельным импульсом.
Лететь к Луне он будет около года, но если отправлять такие "танкеры" регулярно, то сообщение с Луной станет экономически эффективным. Осталось последнее: разработать окололунную станцию и лунный взлетно-посадочный модуль. Мы даже предложили ее Роскосмосу. Создание постоянно действующей транспортной системы при наличии финансирования смогли бы осуществить до 2020 года. Если до 2015 года мы создадим флот кораблей "Клипер", то до 2020-го - лунную транспортную систему.
А схема добычи гелия-3 тоже есть? Это не наш профиль, но технология существует. Собственно, на Луне предполагается делать то же, что и на Земле. Отобрать грунт реголит , нагреть, сепарировать, обогатить и довести до сжиженного состояния. Одна тонна гелия-3 эквивалентна 20 миллионам тонн нефти!
Вы не опасаетесь, что частные владельцы лунных участков не дадут "бурить" на своих "землях"? Существует международное соглашение, по которому небесные объекты не могут находиться в собственности какого-либо государства. Продать землю может только собственник, а владельцев "ранчо" на Луне нет. Есть только желание зарегистрировать свои права.
СМИ: Китай работает над программой добычи гелия-3 на Луне
Соответственно, объём одного грамма гелия-3 при н. Линия внутри области твёрдой фазы разделяет спинупорядоченные и спинразупорядоченные структуры Часть фазовой диаграммы гелия-3 при температурах 0—0,003 К. При температуре ниже 2,6 мК и отсутствии магнитного поля существуют две сверхтекучие жидкости А и В. ОЦК — объёмно-центрированная кубическая кристаллическая структура. Квантовая жидкость , существенно отличающаяся по свойствам от жидкого гелия-4. Жидкий гелий-3 удалось получить только в 1948 году.
Вместе с тем, в США уже подсчитали, что имеющиеся на Луне запасы гелия-3 могут обеспечить землян энергией, как минимум, на пять тысяч лет вперед", — сказал Шевченко. Но при этом 25 тонн — а это всего 25 миллиардов долларов, что не так уж много в масштабах государств нашей планеты — хватит для обеспечения энергией землян в течение года. В настоящее время в год только США тратит на энергоносители примерно 40 миллиардов долларов. Выгода очевидна", — отметил Шевченко.
Оказалось, в лунных недрах находится 1,5 миллиона тонн гелия-3, которого нет на Земле, передал RT.
Ученые выяснили, что в грунте на спутнике Земле гелий накопился благодаря солнечному ветру, который постоянно воздействует на поверхность и представляет собой поток ионизированных частиц. Специалисты предполагают, что гелий-3 станет отличным топливом для термоядерной энергетики.
Ученые уже придумали , как добывать воду и кислород прямо на спутнике Земли с помощью реактора, который способен поддерживать жизнь экипажа из шести-восьми человек. Если американцы будут копать грунт своими лунными экскаваторами, они обязательно откопают металлы: железо, алюминий, титан, торий, хром, магний. И добудут калий, натрий, кремний и фосфор. Американские ученые хорошо знают состав лунной почвы еще со времен миссии «Аполлон». Но полностью определить местоположение различных металлов на поверхности спутника Земли им удалось благодаря автоматической межпланетной станции Lunar Prospector «лунный геолог» — англ.
За 570 дней миссии было изучено внутреннее строение Луны и элементный состав ее поверхности. Все специалисты, которым посчастливилось держать в руках лунный грунт, говорят о его необычности и существенных отличиях от земной почвы. Лунная гонка Разговоры о колонизации Луны и освоении ее ресурсов ведутся с самого первого полета космических аппаратов на спутник Земли. Последние астронавты американской миссии «Аполлон» вернулись из экспедиции в декабре 1972 года. Советская лунная программа завершилась в 1976 году. Но лунная гонка, начавшаяся в 1960-е годы, продолжается и сегодня. Высокопоставленные специалисты из США и России выдвигают совершенно фантастические сценарии колонизации Луны и даже называют даты.
Например, в начале 2006 года глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов заявлял о планах отработать транспортную схему для доставки на Землю гелия-3.
Зачем американцы собрались присвоить Луну
Этот гелий-3 только на Луне, на Земле его нет. Поэтому они в перспективе планируют создание станций или налаживание его добычи с доставкой на Землю. Гелий-3 есть и на Земле, но в крайне незначительных количествах. Сторонники добычи гелия на Луне заняли ключевые посты в консультативном совете НАСА.
» Сокровище Луны – гелий-3
В 1970-е годы американские специалисты нашли в собранном астронавтами «Аполлона-11» грунте три минерала: пироксферроит, транквиллитит и армолколит. Сначала они считались новыми для науки, но потом у них были найдены земные аналоги. Фотография лунной поверхности 1969 года с восходящей из-за горизонта Землей. Изотоп гелий-3 на Луне Помимо нового минерала, в лунном грунте была обнаружена большая концентрация изотопа гелия-3. О том, что он в некотором количестве имеется на Луне, ученые знали и раньше, однако китайские исследователи доказали, что его очень много. Это очень важное для науки открытие, потому что гелий-3 является кандидатом на роль топлива для ядерного синтеза. Ученые считают, что ни изотоп, ни его остаточные продукты не являются радиоактивными — если использовать его в реакторах, не нужно будет думать, как безопаснее утилизировать отходы. Кажется, в будущем на Луне будут добывать много гелия-3 У гелия-3 есть плюсы, но не стоит считать его идеальным. Первый минус этого изотопа заключает в том, что заправленный им термоядерный реактор должен работать при очень высоких температурах.
Второй минус заключается в том, что гелий-3 очень редкий изотоп. Искусственный способ добычи гелия-3 заключается в распаде трития в ядерных боеголовках и извлечении в очень небольших количествах.
Кроме ценного гелия-3, на Луне за последние годы был обнаружен кислород, водород и значительные запасы воды в виде льда. Эти ресурсы будут крайне востребованы, если дело все-таки дойдет до колонизации Луны и строительства постоянных лунных баз. Ученые уже придумали , как добывать воду и кислород прямо на спутнике Земли с помощью реактора, который способен поддерживать жизнь экипажа из шести-восьми человек. Если американцы будут копать грунт своими лунными экскаваторами, они обязательно откопают металлы: железо, алюминий, титан, торий, хром, магний. И добудут калий, натрий, кремний и фосфор. Американские ученые хорошо знают состав лунной почвы еще со времен миссии «Аполлон». Но полностью определить местоположение различных металлов на поверхности спутника Земли им удалось благодаря автоматической межпланетной станции Lunar Prospector «лунный геолог» — англ.
За 570 дней миссии было изучено внутреннее строение Луны и элементный состав ее поверхности. Все специалисты, которым посчастливилось держать в руках лунный грунт, говорят о его необычности и существенных отличиях от земной почвы. Лунная гонка Разговоры о колонизации Луны и освоении ее ресурсов ведутся с самого первого полета космических аппаратов на спутник Земли. Последние астронавты американской миссии «Аполлон» вернулись из экспедиции в декабре 1972 года. Советская лунная программа завершилась в 1976 году. Но лунная гонка, начавшаяся в 1960-е годы, продолжается и сегодня.
Пекинский научно-исследовательский институт геологии урана был одним из первых научно-исследовательских институтов, получивших лунные образцы, доставленные зондом «Чанъэ-5». Исследователи наблюдали и изучали 50-миллиграммовый образец лунного грунта с помощью оптического микроскопа высокого разрешения. Основной целью исследования является определение содержания гелия-3 в лунном грунте, параметров извлечения гелия-3, которые указывают, при какой температуре мы можем извлекать гелий и как гелий-3 прикрепляется к лунному грунту. Мы проведем систематическое исследование этих аспектов», — сказал Хуан Чжисинь, исследователь, ответственный за использование лунных образцов в Научно-техническом отделе Пекинского научно-исследовательского института геологии урана.
Мейерсон утверждает, что в ближайшем будущем появится значительный спрос на гелий-3 в индустрии сверхпроводящих квантовых компьютеров и в медицинской визуализации. В более долгосрочной перспективе существует потенциал для эксплуатации термоядерного реактора с гелием-3 в качестве топлива. Однако в научном сообществе существуют серьёзные сомнения по поводу жизнеспособности этого подхода. По словам Мейерсона, одна из причин того, что использование гелия-3 в коммерческих целях не получило широкого распространения, заключается в его недоступности в коммерческих объёмах. Стабильные поставки изотопа будут стимулировать новые бизнес-планы и разработки. Компания планирует в 2026 году получить образцы лунного реголита, измерить содержание в нём гелия-3, и освоить извлечение изотопа из лунного грунта. Эта миссия, скорее всего, будет выполняться в рамках одной из программ NASA по предоставлению коммерческих лунных услуг. Транспортировкой гелия-3 могут заняться SpaceX или бывшая компания Мейерсона Blue Origin , которая разрабатывает многоразовые лунные посадочные модули и системы транспортировки между лунной орбитой и Землёй. Ключевая технология Interlune — это процесс добычи газа на Луне.
Новые сверхдержавы родятся на Луне
Гелий-3 же в относительно больших количествах содержится в космическом гелии, который образуется, например, на Солнце при термоядерных реакциях. Гелий-3 переносится на Луну солнечным ветром и, как полагают, остается на поверхности, застряв в грунте, тогда как при достижении Земли он блокируется магнитосферой. гелий-3 - космическое топливо будущего. Компания планирует в 2026 году доставить на поверхность Луны демонстрационный аппарат, который возьмет образцы реголита, после чего попробует извлечь из них гелий-3. РКК «Энергия» планирует промышленное освоение Луны для добычи экологически чистого топлива гелий-3, которого нет на Земле.
Зачем американцы собрались присвоить Луну
Изотоп гелия-3 возникает на Солнце во время термоядерных реакций, а затем солнечным ветром распространяется в космосе. Он практически не достигает поверхности земли из-за плотной атмосферы нашей планеты. Что касается Луны, которая лишена воздуха, то гелий-3 находится на ней в форме соединений с лунной пылью. Расчеты показывают, что гелий-3 является идеальным топливом для ядерной энергетики, так как исключительно эффективен и практически полностью безопасен.
Столь интенсивного нейтронного потока ни один из известных материалов не может выдержать свыше шести лет — при том, что имеет смысл делать реактор с ресурсом как минимум в 30 лет. Следовательно, первую стенку тритиевого термоядерного реактора будет необходимо заменять — а это очень сложная и дорогостоящая процедура, связанная к тому же с остановкой реактора на довольно длительный срок. Во-вторых, от мощного нейтронного излучения необходимо экранировать магнитную систему реактора, что усложняет и, соответственно, удорожает конструкцию.
В-третьих, многие элементы конструкции тритиевого реактора после окончания эксплуатации будут высокоактивными и потребуют захоронения на длительный срок в специально созданных для этого хранилищах. Читайте также: Куда пропала луна или что от нас скрывают?! В случае же использования в термоядерном реакторе дейтерия с изотопом гелия-3 вместо трития большинство проблем удается решить. Интенсивность нейтронного потока падает в 30 раз — соответственно, можно без труда обеспечить срок службы в 30-40 лет. После окончания эксплуатации гелиевого реактора высокоактивные отходы не образуются, а радиоактивность элементов конструкции будет так мала, что их можно захоронить буквально на городской свалке, слегка присыпав землей. В чем же проблема?
Почему мы до сих пор не используем такое выгодное термоядерное топливо? Прежде всего, потому, что на нашей планете этого изотопа чрезвычайно мало. Рождается он на Солнце, отчего иногда называется «солнечным изотопом». Его общая масса там превышает вес нашей планеты. В окружающее пространство гелий-3 разносится солнечным ветром. Магнитное поле Земли отклоняет значительную часть этого ветра, а потому гелий-3 составляет лишь одну триллионную часть земной атмосферы — примерно 4000 т.
На самой Земле его еще меньше — около 500 кг. На Луне этого изотопа значительно больше. Там он вкрапляется в лунный грунт «реголит», по составу напоминающий обычный шлак. Речь идет об огромных — практически неисчерпаемых запасах! Высокое содержание гелия-3 в лунном реголите еще в 1970 году обнаружил физик Пепин, изучая образцы грунта, доставленные американскими космическими кораблями серии «Аполлон».
В общем, получается крайне неэкономно. Поэтому пилотируемый полет на Марс возможен сейчас только в один конец. Сила притяжения здесь в 6 раз меньше, поэтому для полета даже ракеты не нужны. Вы можете запускать космические аппараты не вертикально вверх, а параллельно поверхности: поставить корабль на тележку и разогнать по рельсам с помощью электродвигателя. Такая схема в сотни раз удешевляет космические полета и делает доступными Марс и Венеру. Топливо для термоядерных реакторов Анализы лунного грунта показали, что в тонком поверхностном слое накопилось много легкого изотопа Гелий-3. Его планируют использовать, как топливо для термоядерных реакторов ученые близки к тому, чтобы управлять термоядерным синтезом. Гелий-3 есть и на Земле, но в крайне незначительных количествах. Стоимость одного литра газа достигает 1200 долларов США. На Луне концентрация гораздо выше, минимальная оценка запасов превышает 500 тысяч тонн. Рыночная стоимость этого ресурса более 10 квадриллионов долларов, примерно около 500 годовых ВВП такой страны как США. Ученые подсчитали: для того, чтобы обеспечить все население Земли энергией в течении года достаточно 30 тонн гелия. Солнечные батареи и электричество. На Луне нет ни атмосферы, ни облаков поэтому КПД солнечных панелей по расчетам вдвое выше, чем на у нас. А если установить панели на обратной стороне месяца, то солнце будет освещать их постоянно. Были даже проекты, которые предполагали передачу лунного электричества на Землю с помощью лазерных лучей или направленного микроволнового излучения.
Этот метод обладает огромным энергетическим потенциалом, однако пока человечеству не удалось создать подходящий реактор. Если ученым удастся придумать, как на практике использовать ядерный синтез для производства энергии, то он может стать источником чистой энергии. Однако топливо для него нужно будет добывать на Луне. Будущее энергетики Камень Чанъэ дает надежду на то, что на Луне действительно много гелия-3, который потенциально можно будет использовать для атомной энергии нового поколения. Всего 40 тонн вещества дали бы возможность обеспечивать энергией все США в течение года. Аарон Олсон, научный сотрудник НАСА по космическим технологиям, подчеркнул : «Из различных материалов, имеющихся на Луне, потенциально только один имеет значительную ценность на Земле — гелий-3. Если его использовать как топливо в реакторе ядерного синтеза, то он может способствовать производству электроэнергии по всему миру». Обновлено 14.
Бывший астронавт предлагает добывать гелий-3 на Луне
Radia Windrunner который вскоре станет самым большим грузовым самолётом в мире и Стартап Interlune который собирается добывать безумно дорогой гелий-3 на Луне. Гелий-3 заносился на Луну солнечным ветром миллиарды лет и считается самым перспективным источником дешевой энергии благодаря способности вступать в термоядерную реакцию с дейтерием. После объявлений Changesite-(Y) и гелия-3 Китайское национальное космическое управление объявило о полном государственном одобрении следующих трех лунных миссий фазы 4. При этом общие запасы гелия-3 на Луне составляют около 1,3 млн тонн, а гелия-4 — 3,6 млрд тонн.
СМИ: Китай работает над программой добычи гелия-3 на Луне
Сторонники добычи гелия на Луне заняли ключевые посты в консультативном совете НАСА. «Гелий-3 — единственный ресурс, цена которого достаточно высока, чтобы обеспечить полет на Луну и возвращение его на Землю, — заявил он. Камень Чанъэ дает надежду на то, что на Луне действительно много гелия-3, который потенциально можно будет использовать для атомной энергии нового поколения.