Segenggam tanah, yang diambil di puncak kawah bulan Camelot, menyelinap dari sendok biasa ke dalam tas Teflon khusus dan, bersama dengan tim Apollo 17, pergi ke Bumi. Pada hari itu, 13 Desember 1972, hanya sedikit yang bisa membayangkan bahwa sampel tanah bulan bernomor 75501, serta sampel tanah yang dikirim oleh Apollo 11 dan sejumlah ekspedisi lainnya, termasuk stasiun penelitian Soviet Luna 16, akan berfungsi sebagai argumen berbobot bagi umat manusia untuk memutuskan kembali ke bulan pada abad ke-21. Realisasi ini datang hanya 30 tahun kemudian, ketika para ilmuwan muda dari University of Wisconsin menemukan kandungan helium-3 yang signifikan dalam sampel tanah bulan. Zat yang sangat menarik ini adalah isotop dari gas terkenal - helium, yang digunakan untuk mengisi balon warna-warni selama liburan.
Bahkan sebelum misi bulan Uni Soviet dan AS, sejumlah kecil helium-3 ditemukan di planet kita, maka fakta ini sudah menarik minat komunitas ilmiah. Helium-3, yang memiliki struktur intra-atomik yang unik, menjanjikan prospek yang fantastis bagi para ilmuwan. Jika kita berhasil menggunakan helium-3 dalam reaksi fusi nuklir, akan dimungkinkan untuk mendapatkan listrik dalam jumlah besar tanpa tenggelam dalam limbah radioaktif berbahaya yang dihasilkan di pembangkit listrik tenaga nuklir terlepas dari keinginan kita. Ekstraksi helium-3 di Bulan dan pengiriman selanjutnya ke Bumi bukanlah tugas yang mudah, tetapi pada saat yang sama, mereka yang terlibat dalam petualangan ini dapat menjadi pemilik hadiah yang menakjubkan. Helium-3 adalah zat yang selamanya dapat membebaskan dunia dari "kecanduan narkoba" - bahan bakar fosil, jarum minyak.
Di Bumi, helium-3 sangat kurang. Sejumlah besar helium berasal dari matahari, tetapi sebagian kecilnya adalah helium-3, dan sebagian besar adalah helium-4 yang jauh lebih umum. Sementara isotop ini bergerak sebagai bagian dari "angin matahari" menuju Bumi, kedua isotop tersebut mengalami perubahan. Helium-3, sangat berharga bagi penduduk bumi, tidak mencapai planet kita, karena dibuang oleh medan magnet bumi. Pada saat yang sama, tidak ada medan magnet di Bulan, dan di sini helium-3 dapat dengan bebas menumpuk di lapisan permukaan tanah.
Saat ini, para ilmuwan menganggap satelit alami kita tidak hanya sebagai observatorium astronomi alami dan sumber sumber energi, tetapi juga sebagai benua cadangan masa depan bagi penduduk bumi. Selain itu, justru sumber bahan bakar luar angkasa yang tak habis-habisnya yang paling menarik dan menjanjikan. Sebuah benua baru yang mungkin untuk penduduk bumi terletak pada jarak hanya 380 ribu kilometer dari planet kita; jika terjadi bencana global di Bumi, mungkin ada tempat perlindungan bagi orang-orang di sini. Dari Bulan, Anda dapat mengamati benda-benda langit lainnya tanpa banyak gangguan, karena di Bumi ini sampai batas tertentu terganggu oleh atmosfer. Tetapi yang utama adalah cadangan energi yang tidak ada habisnya, yang, menurut para ilmuwan, akan cukup bagi umat manusia selama 15.000 tahun. Selain itu, bulan memiliki cadangan logam langka: titanium, barium, aluminium, zirkonium, dan tidak hanya itu, kata para ilmuwan. Saat ini umat manusia baru berada di awal jalan menuju perkembangan Bulan.
Saat ini, Cina, India, AS, Rusia, Jepang - semua negara bagian ini sejajar dengan bulan, dan negara-negara ini menjadi semakin banyak. Gelombang minat lain di Bulan muncul pada pertengahan 90-an abad terakhir. Kemudian dalam komunitas ilmiah muncul asumsi bahwa mungkin ada air di bulan. Belum lama ini, penyelidikan LRO Amerika dengan perangkat Lend Rusia akhirnya mengkonfirmasi hal ini - benar-benar ada air di Bulan (dalam bentuk es di dasar kawah) dan ada banyak (hingga 600 juta ton), dan ini memecahkan banyak masalah.
Kehadiran air di Bulan sangat berharga, karena dapat memecahkan sejumlah besar masalah berbeda yang muncul selama pembangunan pangkalan bulan. Air tidak harus dikirim dari Bumi, air dapat diproses langsung di lokasi, kata Igor Mitrofanov, kepala laboratorium spektroskopi gamma ruang angkasa di IKI. Menurut beberapa perhitungan, dengan keinginan dan dana yang tepat, umat manusia dapat menetap di satelit alami kita dalam 15 tahun. Selain itu, kemungkinan besar, penghuni pertama bulan akan tinggal di kutubnya di dekat cadangan besar air yang ditemukan.
Namun, banyak hal di bulan harus terbiasa dengan cara baru - bahkan untuk proses seperti berjalan. Jauh lebih mudah untuk melompat di Bulan, fakta bahwa gravitasi di sini 6 kali lebih kecil daripada di Bumi, pada suatu waktu diyakinkan oleh Neil Armstrong, ketika 40 tahun yang lalu ia pertama kali menginjak permukaan benda angkasa ini. Pada saat yang sama, musuh utama manusia di bulan saat ini adalah radiasi, tidak banyak pilihan untuk keselamatan dari mana. Menurut Lev Zeleny, direktur Institut Penelitian Luar Angkasa dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, tidak ada medan magnet di satelit alami kita. Semua radiasi dari Matahari sampai ke Bulan dan cukup sulit untuk melindungi diri darinya.
Pada saat yang sama, fakta bahwa bulan harus menjadi langkah pertama bagi kemajuan manusia di luar angkasa adalah fakta yang tak terbantahkan, Zeleny Lev percaya. Menurutnya, Bulan bisa menjadi basis transshipment untuk peluncuran ke planet lain di tata surya. Dimungkinkan juga untuk menempatkan stasiun peringatan dini tentang pendekatan objek luar angkasa yang berbahaya ke Bumi: komet dan asteroid, yang cukup penting mengingat kejadian baru-baru ini. Hal yang paling penting, bagaimanapun, adalah helium-3, mungkin bahan bakar ruang angkasa masa depan. Sulit dipercaya, tetapi debu abu-abu gelap, yang melapisi seluruh permukaan Bulan, adalah gudang zat unik ini.
Minyak dan gas di planet ini tidak bertahan selamanya. Menurut sejumlah ahli, umat manusia akan hidup dari sumber daya ini selama sekitar 40 tahun tanpa masalah khusus. Saat ini, pembangkit listrik tenaga nuklir adalah satu-satunya alternatif, tetapi ini tidak begitu aman karena radiasi. Pada saat yang sama, reaksi termonuklir yang melibatkan helium-3 ramah lingkungan. Menurut para ilmuwan, belum ada yang lebih baik yang ditemukan dan setidaknya ada 2 alasan untuk ini. Pertama, ini adalah bahan bakar termonuklir yang sangat efektif, dan kedua, yang bahkan lebih berharga, ramah lingkungan, catat Erik Galimov, direktur Institut Geokimia dan Kimia Analitik yang dinamai V. I. DI DAN. Vernadsky.
Menurut perkiraan Vladislav Shevchenko, kepala departemen penelitian bulan dan planet di Institut Astronomi Negara Universitas Negeri Moskow, cadangan helium-3 di satelit alami Bumi akan cukup untuk ribuan tahun. Menurut para ahli, volume minimum helium-3 di Bulan adalah sekitar 500 ribu ton, menurut perkiraan yang lebih optimis, setidaknya ada 10 juta ton di sana. Selama reaksi fusi termonuklir, ketika 0,67 ton deuterium dan 1 ton helium-3 masuk ke dalam reaksi, energi dilepaskan, yang setara dengan energi pembakaran 15 juta ton minyak. Perlu dicatat bahwa saat ini masih perlu mempelajari kelayakan teknis untuk melakukan reaksi tersebut.
Dan ekstraksi zat ini di bulan tidak akan mudah. Meskipun helium-3 terletak di lapisan permukaan, konsentrasinya sangat rendah. Masalah utama saat ini adalah kenyataan produksi helium dari regolith bulan. Kandungan helium-3 yang dibutuhkan oleh industri listrik adalah sekitar 1 gram per 100 ton tanah bulan. Ini berarti bahwa untuk ekstraksi 1 ton isotop ini, setidaknya 100 juta.ton tanah bulan.
Dalam hal ini, helium-3 harus dipisahkan dari helium-4 yang tidak perlu, yang konsentrasinya dalam regolith 3 ribu kali lebih tinggi. Menurut Erik Galimov, untuk mengekstrak 1 ton helium-3 di bulan, seperti yang disebutkan di atas, perlu memproses 100 juta ton tanah bulan. Kita berbicara tentang bagian Bulan dengan luas total sekitar 20 kilometer persegi, yang perlu diproses hingga kedalaman 3 meter! Pada saat yang sama, prosedur untuk mengirimkan 1 ton bahan bakar ini ke Bumi akan menelan biaya setidaknya $ 100 juta. Tetapi pada kenyataannya, jumlah yang sangat besar ini hanya 1% dari biaya energi yang dapat diekstraksi di pembangkit listrik termonuklir dari bahan baku ini.
Menurut perkiraan Shevchenko, biaya penggalian 1 ton helium-3, dengan mempertimbangkan pembuatan semua infrastruktur yang diperlukan untuk produksi dan pengirimannya ke Bumi, dapat mencapai $ 1 miliar. Pada saat yang sama, pengangkutan 25 ton helium-3 ke Bumi akan menelan biaya US $ 25 miliar, yang bukan jumlah yang besar, mengingat skala bahan bakar seperti itu cukup untuk menyediakan energi bagi penduduk bumi selama satu tahun penuh. Manfaat pembawa energi semacam itu menjadi jelas jika kita menghitung bahwa Amerika Serikat saja setiap tahun menghabiskan sekitar $ 40 miliar untuk pembawa energi.
Menurut perhitungan yang dibuat oleh astronot Amerika Harrison Schmitt, penggunaan helium-3 dalam energi terestrial, dengan mempertimbangkan semua biaya pengiriman dan produksi, menjadi menguntungkan dan layak secara komersial ketika produksi energi termonuklir menggunakan bahan baku ini melebihi kapasitas. sebesar 5 GW. Faktanya, ini menunjukkan bahwa bahkan 1 pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar bulan akan cukup untuk membuat pengiriman ke Bumi hemat biaya. Menurut perkiraan Schmitt, jumlah biaya awal bahkan pada tahap penelitian akan menjadi sekitar $ 15 miliar.
Salah satu opsi yang memungkinkan untuk ekstraksi helium-3 diusulkan oleh Eric Galimov. Untuk mengatur ekstraksi isotop dari permukaan bulan, ia mengusulkan untuk memanaskan regolith hingga 700 derajat Celcius. Setelah itu, bisa dicairkan dan diangkat ke permukaan. Dari sudut pandang teknologi modern, prosedur ini cukup sederhana dan terkenal. Ilmuwan Rusia mengusulkan untuk memanaskan bahan mentah dalam "oven surya" khusus, yang akan memfokuskan sinar matahari pada regolith menggunakan cermin cekung besar. Dalam hal ini, dari tanah bulan akan dimungkinkan untuk mengekstraksi oksigen, hidrogen, dan nitrogen yang terkandung di dalamnya. Ini berarti bahwa industri bulan tidak hanya dapat menghasilkan bahan baku untuk kompleks energi terestrial, tetapi juga bahan bakar roket untuk roket yang membawanya, serta udara dan air untuk orang-orang yang bekerja di perusahaan bulan. Proyek serupa saat ini sedang dikerjakan di Amerika Serikat.
Tapi ini tidak semua yang bisa diberikan oleh tanah bulan kepada kita. Regolith mengandung kandungan titanium yang tinggi, yang dalam jangka panjang akan membantu membangun produksi elemen badan roket dan struktur industri langsung di satelit alami Bumi. Dalam hal ini, hanya elemen roket, komputer, dan instrumen berteknologi tinggi yang harus dikirim ke bulan. Dan ini bisa membuka arah menjanjikan kedua untuk seluruh ekonomi bulan - pembangunan pelabuhan antariksa paling ekonomis, basis ilmiah untuk mempelajari seluruh tata surya.
