Ay Xəzinəsi - Helium -3

Ay Xəzinəsi - Helium -3
Ay Xəzinəsi - Helium -3

Video: Ay Xəzinəsi - Helium -3

Video: Ay Xəzinəsi - Helium -3
Video: YOLA DAVAM EDİRİK, QORXULU EV və MƏN The Long Drive| Maşın Oyunları | #sahmarehmedov 2024, Bilər
Anonim

Ay krateri Camelotun zirvəsində götürülmüş bir ovuc torpaq, adi bir çömçədən xüsusi bir Teflon torbaya düşdü və Apollon 17 komandası ilə birlikdə Yerə getdi. O gün, 13 dekabr 1972 -ci ildə, 75501 nömrəli Aysal torpaq nümunəsinin, Apollon 11 və Sovet araşdırma stansiyası Luna 16 da daxil olmaqla bir sıra digər ekspedisiyaların gətirdiyi torpaq nümunələrinin, bəşəriyyətin 21 -ci əsrdə Aya qayıtmaq qərarına gəlməsi üçün ciddi bir dəlil. Bunun gerçəkləşməsi yalnız 30 il sonra, Viskonsin Universitetindən olan gənc alimlər, Ay torpağının bir nümunəsində helium-3-ün əhəmiyyətli bir məzmununu tapdıqda ortaya çıxdı. Bu çox maraqlı maddə, bayram günlərində rəngli şarları doldurmaq üçün istifadə olunan məşhur qaz - heliumun bir izotopudur.

SSRİ və ABŞ-ın ay missiyalarından əvvəl planetimizdə az miqdarda helium-3 tapıldı, sonra bu fakt artıq elmi ictimaiyyətlə maraqlandı. Benzersiz atom içi quruluşa sahib olan Helium-3, elm adamları üçün fantastik perspektivlər vəd etdi. Bir nüvə birləşmə reaksiyasında helium-3 istifadə etməyi bacarsaq, istəyimizdən asılı olmayaraq nüvə elektrik stansiyalarında istehsal olunan təhlükəli radioaktiv tullantılara batmadan böyük miqdarda elektrik enerjisi əldə etmək mümkün olacaq. Helium-3-ün Ayda çıxarılması və sonradan Yerə çatdırılması asan məsələ deyil, eyni zamanda bu macəraya qarışanlar heyrətamiz bir mükafatın sahibi ola bilərlər. Helium -3, dünyanı "narkotik asılılığından" əbədi olaraq xilas edə biləcək bir maddədir - fosil yanacaq, neft iynəsi.

Yer üzündə helium-3 ölümcül çatışmazlığa malikdir. Çox miqdarda helium günəşdən əmələ gəlir, lakin onun kiçik bir hissəsi helium-3, çox hissəsi isə daha çox yayılmış helium-4-dir. Bu izotoplar "günəş küləyi" nin bir hissəsi olaraq Yerə doğru hərəkət edərkən, hər iki izotop da dəyişikliklərə məruz qalır. Dünyalılar üçün çox qiymətli olan Helium-3, Yerin maqnit sahəsi tərəfindən atıldığı üçün planetimizə çatmır. Eyni zamanda Ayda heç bir maqnit sahəsi yoxdur və burada helium-3 torpağın səth qatında sərbəst şəkildə toplana bilir.

Ay Xəzinəsi - Helium -3
Ay Xəzinəsi - Helium -3

Hal -hazırda elm adamları təbii peykimizi yalnız təbii astronomik bir rəsədxana və enerji qaynaqları mənbəyi deyil, həm də yerlilər üçün gələcək bir ehtiyat qitə hesab edirlər. Üstəlik, ən cəlbedici və perspektivli kosmik yanacağın tükənməz mənbəyidir. Dünyalılar üçün yeni mümkün bir qitə planetimizdən cəmi 380 min kilometr məsafədə yerləşir; Yer kürəsində bir qlobal fəlakət olarsa, burada insanlar üçün sığınacaq ola bilər. Aydan, digər göy cisimlərini çox müdaxilə etmədən müşahidə edə bilərsiniz, çünki Yerdə buna müəyyən dərəcədə atmosfer müdaxilə edir. Ancaq əsas şey, elm adamlarının fikrincə, bəşəriyyət üçün 15.000 il üçün kifayət edəcək tükənməz enerji ehtiyatlarıdır. Alimlər deyirlər ki, ayın nadir metal ehtiyatları var: titan, barium, alüminium, sirkonyum və bu hamısı deyil. Bu gün bəşəriyyət Ayın inkişafı yolunun ən başlanğıcındadır.

Hazırda Çin, Hindistan, ABŞ, Rusiya, Yaponiya - bütün bu əyalətlər Aya uyğun gəlir və bu ölkələr getdikcə daha çox olur. Aya olan başqa bir maraq dalğası ötən əsrin 90-cı illərinin ortalarında ortaya çıxdı. Sonra elmi ictimaiyyətdə Ayda su ola biləcəyi fərziyyəsi yarandı. Çox keçməmiş, Rus Lend cihazı ilə Amerika LRO zondu nəhayət bunu təsdiqlədi - həqiqətən də Ayda su var (kraterlərin dibində buz şəklində) və çoxu var (600 milyon tona qədər)) və bu, bir çox problemləri həll edir.

Ayda suyun olması xüsusilə qiymətlidir, çünki ay bazalarının inşası zamanı yaranan çoxlu sayda müxtəlif problemləri həll edə bilər. IKI kosmik qamma spektroskopiya laboratoriyasının müdiri İqor Mitrofanov deyir ki, suyun Yerdən çatdırılmasına ehtiyac olmayacaq, birbaşa saytda işlənə bilər. Bəzi hesablamalara görə, düzgün istək və maliyyə ilə insanlıq 15 il ərzində təbii peykimizə yerləşə bilər. Üstəlik, çox güman ki, Ayın ilk sakinləri böyük kəşf edilmiş su ehtiyatlarının yaxınlığındakı qütblərində yaşayardılar.

Şəkil
Şəkil

Ancaq Aydakı bir çox şey yeni bir şəkildə - hətta gəzmək kimi bir prosesə də alışmalı olacaqdı. Aya tullanmaq daha asandır, burada cazibə qüvvəsinin Yerdəkindən 6 dəfə az olması, bir zamanlar Neil Armstrong tərəfindən 40 il əvvəl bu göy cisminin səthinə ilk addım atdığı zaman inandırılmışdı. Eyni zamanda, Aydakı insanın əsas düşməni hal -hazırda radiasiyadır, bundan xilas olmaq üçün o qədər də çox seçim yoxdur. Rusiya Elmlər Akademiyası Kosmik Tədqiqatlar İnstitutunun direktoru Lev Zeleninin dediyinə görə, təbii peykimizdə maqnit sahəsi yoxdur. Günəşdən gələn bütün radiasiyalar Aya düşür və ondan qorunmaq olduqca çətindir.

Zeleny Lev hesab edir ki, eyni zamanda, insanın kosmosda irəliləməsi üçün ayın ilk addımı olması mübahisəsiz bir həqiqətdir. Onun sözlərinə görə, Ay Günəş sisteminin digər planetlərinə uçuşlar üçün bir yükləmə bazasına çevrilə bilər. Son hadisələr fonunda olduqca vacib olan təhlükəli kosmik cisimlərin: kometlərin və asteroidlərin Yerə yaxınlaşması ilə bağlı erkən xəbərdarlıq stansiyası yerləşdirmək də mümkün olacaq. Ancaq ən vacib şey, bəlkə də gələcəyin kosmik yanacağı olan helyum-3-dür. İnanmaq çətindir, ancaq Ayın bütün səthi ilə örtülmüş tünd boz toz bu bənzərsiz maddənin anbarıdır.

Planetdəki neft və qaz əbədi qalmayacaq. Bir sıra mütəxəssislərin fikrincə, bəşəriyyət heç bir xüsusi problem olmadan təxminən 40 il bu qaynaqlar üzərində yaşayacaq. Bu gün nüvə elektrik stansiyaları yeganə alternativdir, lakin radiasiya səbəbindən o qədər də təhlükəsiz deyil. Eyni zamanda, helium-3-ün iştirak etdiyi termonüvə reaksiyası ekoloji cəhətdən təmizdir. Elm adamlarına görə, daha yaxşı bir şey hələ icad edilməmişdir və bunun ən azı 2 səbəbi var. V. İ. adına Geokimya və Analitik Kimya İnstitutunun direktoru Erik Qalimov qeyd edir ki, birincisi, çox təsirli bir termonüvə yanacağıdır, ikincisi, daha da qiymətli olduğu halda ekoloji cəhətdən təmizdir. İNDƏ VƏ. Vernadski.

Şəkil
Şəkil

Moskva Dövlət Universitetinin Dövlət Astronomiya İnstitutunun Ay və planetar araşdırmalar şöbəsinin müdiri Vladislav Şevçenkonun hesablamalarına görə, Yerin təbii peykində helium-3 ehtiyatları min illərlə kifayətlənəcək. Mütəxəssislərin fikrincə, Aydakı helium-3-in minimum həcmi təxminən 500 min tondur, daha optimist hesablamalara görə, orada ən azı 10 milyon tondur. Termonüvə birləşməsinin reaksiyası zamanı, reaksiyaya 0,67 ton deuterium və 1 ton helium-3 daxil olduqda, 15 milyon ton neftin yanma enerjisinə bərabər olan enerji ayrılır. Qeyd etmək lazımdır ki, hazırda belə reaksiyaların aparılmasının texniki məqsədəuyğunluğunu öyrənmək lazımdır.

Və bu maddənin Ayda çıxarılması asan olmayacaq. Helium-3 səth qatında yerləşsə də, onun konsentrasiyası çox aşağıdır. Zamanın bu nöqtəsindəki əsas problem, ay regolitindən helium istehsalının gerçək olmasıdır. Enerji sənayesinin ehtiyac duyduğu helium-3, 100 ton ay torpağına təxminən 1 qramdır. Bu o deməkdir ki, bu izotopun 1 tonunun çıxarılması üçün ən azı 100 mln.ton ay torpağı.

Bu vəziyyətdə, helium-3, regolitdə konsentrasiyası 3 min dəfə yüksək olan lazımsız helium-4-dən ayrılmalı olacaq. Erik Qalimovun sözlərinə görə, Ayda 1 ton helium-3 çıxarmaq üçün, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, 100 milyon ton ay torpağını emal etmək lazım gələcək. Ayın ümumi sahəsi təxminən 20 kvadrat kilometr olan, 3 metr dərinliyə qədər işlənməsi lazım olan bir hissəsindən bəhs edirik! Eyni zamanda, 1 ton bu yanacağın Yerə çatdırılması prosedurunun özü ən azı 100 milyon dollara başa gələcək. Ancaq əslində bu çox böyük məbləğ belə bu xammaldan bir termoyadro elektrik stansiyasında çıxarıla bilən enerji dəyərinin yalnız 1% -ni təşkil edir.

Şəkil
Şəkil

Şevçenkonun hesablamalarına görə, onun istehsalı və Yerə çatdırılması üçün lazım olan bütün infrastrukturun yaradılması nəzərə alınmaqla, 1 ton helyum-3 hasilatının dəyəri 1 milyard dollar təşkil edə bilər. Eyni zamanda, 25 ton helyum-3-ün Yerə daşınması bizə 25 milyard dollara başa gələcək ki, bu da belə bir yanacağın dünya əhalisini bütün bir il enerji ilə təmin etməsi üçün kifayətdir. Təkcə ABŞ -ın hər il enerji daşıyıcılarına təxminən 40 milyard dollar xərclədiyini hesablasaq belə bir enerji daşıyıcısının faydaları göz qabağındadır.

Amerikalı astronavt Harrison Schmitt tərəfindən edilən hesablamalara görə, bu xammaldan istifadə edərək termonüvə enerjisi istehsalı tutumunu aşdıqda, bütün çatdırılma və istehsal xərcləri nəzərə alınmaqla, helium-3-ün yerüstü enerjisində istifadəsi gəlirli və kommersiya baxımından sərfəli olur. 5 GVt. Əslində bu, Ay yanacağı ilə işləyən 1 elektrik stansiyasının belə Yerə çatdırılmasını qənaətcil etmək üçün kifayət edəcəyini göstərir. Schmittin hesablamalarına görə, hətta tədqiqat mərhələsində ilkin xərclərin miqdarı təxminən 15 milyard dollar olacaq.

Helium-3 çıxarılması üçün mümkün variantlardan biri Eric Qalimov tərəfindən təklif edilmişdir. İzotopun Ay səthindən çıxarılmasını təşkil etmək üçün regoliti 700 dərəcəyə qədər qızdırmağı təklif edir. Bundan sonra mayeləşdirilərək səthə çıxarıla bilər. Müasir texnologiyalar baxımından bu prosedurlar olduqca sadə və yaxşı bilinir. Rus alim xammalı xüsusi "günəş sobalarında" qızdırmağı təklif edir ki, bu da günəş işığını böyük konkav güzgülərdən istifadə edərək regolitə yönəldir. Bu halda, ay torpaqlarından tərkibindəki oksigen, hidrogen və azotu çıxarmaq mümkün olacaq. Bu o deməkdir ki, ay sənayesi yalnız yerüstü enerji kompleksi üçün xammal deyil, həm də onu daşıyan raketlər üçün raket yanacağı, həm də ay müəssisələrində çalışan insanlar üçün hava və su istehsal edə bilər. Oxşar layihələr hazırda ABŞ -da aparılır.

Ancaq bu, Ay torpağının bizə verə biləcəyi hər şey deyil. Regolitin tərkibində yüksək miqdarda titan var ki, bu da uzun müddətdə Yerin təbii peykində raket cisimləri və sənaye strukturlarının elementlərinin istehsalını qurmağa kömək edəcək. Bu halda yalnız raketlərin, kompüterlərin və alətlərin yüksək texnologiyalı elementləri Aya çatdırılmalı olacaq. Və bu, bütün ay iqtisadiyyatı üçün ikinci perspektivli bir istiqamət aça bilər - bütün Günəş sisteminin öyrənilməsi üçün ən iqtisadi kosmos limanının inşası.

Tövsiyə: