Eine Handvoll Erde, die auf dem Kamm des Mondkraters Camelot aufgenommen wurde, rutschte aus einer gewöhnlichen Schaufel in einen speziellen Teflonbeutel und ging zusammen mit dem Apollo 17-Team zur Erde. An diesem Tag, dem 13. Dezember 1972, konnten sich nur wenige vorstellen, dass eine Mondbodenprobe mit der Nummer 75501 sowie Bodenproben von Apollo 11 und einer Reihe anderer Expeditionen, darunter der sowjetischen Forschungsstation Luna 16, als gewichtiges Argument für die Menschheit, sich im 21. Jahrhundert für eine Rückkehr zum Mond zu entscheiden. Die Erkenntnis dazu kam erst 30 Jahre später, als junge Wissenschaftler der University of Wisconsin in einer Probe des Mondbodens einen signifikanten Gehalt an Helium-3 fanden. Diese sehr interessante Substanz ist ein Isotop des bekannten Gases - Helium, mit dem während der Ferien bunte Ballons gefüllt werden.
Schon vor den Mondmissionen der UdSSR und der USA wurde eine kleine Menge Helium-3 auf unserem Planeten gefunden, damals interessierte diese Tatsache bereits die wissenschaftliche Gemeinschaft. Helium-3, das eine einzigartige intraatomare Struktur aufweist, versprach Wissenschaftlern fantastische Aussichten. Wenn wir es schaffen, Helium-3 in einer Kernfusionsreaktion zu verwenden, wird es möglich sein, eine kolossale Menge an Strom zu gewinnen, ohne in gefährlichen radioaktiven Abfällen zu ertrinken, die ungeachtet unseres Willens in Kernkraftwerken produziert werden. Die Gewinnung von Helium-3 auf dem Mond und seine anschließende Lieferung auf die Erde ist keine leichte Aufgabe, aber gleichzeitig können diejenigen, die sich auf dieses Abenteuer einlassen, Besitzer einer atemberaubenden Belohnung werden. Helium-3 ist die Substanz, die die Welt für immer von der "Drogensucht" befreien kann - fossiler Brennstoff, Ölnadel.
Auf der Erde fehlt Helium-3 tödlich. Eine große Menge Helium stammt von der Sonne, aber ein kleiner Teil davon ist Helium-3, und der Großteil ist das viel häufigere Helium-4. Während sich diese Isotope als Teil des "Sonnenwindes" in Richtung Erde bewegen, unterliegen beide Isotope Veränderungen. Helium-3, das für Erdbewohner so kostbar ist, erreicht unseren Planeten nicht, da es vom Erdmagnetfeld weggeschleudert wird. Gleichzeitig gibt es auf dem Mond kein Magnetfeld, und hier kann sich Helium-3 frei in der Oberflächenschicht des Bodens ansammeln.
Heutzutage betrachten Wissenschaftler unseren natürlichen Satelliten nicht nur als natürliches astronomisches Observatorium und als Energiequelle, sondern auch als zukünftigen Ersatzkontinent für Erdbewohner. Darüber hinaus ist gerade die unerschöpfliche Quelle von Weltraumtreibstoff am attraktivsten und vielversprechendsten. Nur 380.000 Kilometer von unserem Planeten entfernt liegt ein neuer möglicher Kontinent für Erdbewohner, im Falle einer globalen Katastrophe auf der Erde könnte es hier durchaus einen Unterschlupf für die Menschen geben. Vom Mond aus können Sie andere Himmelsobjekte ohne große Störungen beobachten, da dies auf der Erde zum Teil durch die Atmosphäre gestört wird. Hauptsache aber sind die unerschöpflichen Energiereserven, die laut Wissenschaftlern für 15.000 Jahre für die Menschheit reichen würden. Darüber hinaus verfügt der Mond über Reserven an seltenen Metallen: Titan, Barium, Aluminium, Zirkonium, und das ist noch nicht alles, sagen Wissenschaftler. Heute steht die Menschheit erst ganz am Anfang des Weges zur Entwicklung des Mondes.
Gegenwärtig stehen China, Indien, USA, Russland, Japan - all diese Staaten stehen auf einer Linie mit dem Mond, und diese Länder werden immer mehr. Ein weiterer Anstieg des Interesses am Mond entstand Mitte der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts. Dann entstand in der wissenschaftlichen Gemeinschaft die Annahme, dass es auf dem Mond Wasser geben könnte. Vor nicht allzu langer Zeit hat die amerikanische LRO-Sonde mit dem russischen Lend-Gerät dies endlich bestätigt - es gibt wirklich Wasser auf dem Mond (in Form von Eis am Boden von Kratern) und davon gibt es eine Menge (bis zu 600 Millionen Tonnen)) und das löst viele Probleme.
Das Vorhandensein von Wasser auf dem Mond ist besonders wertvoll, da es eine Vielzahl verschiedener Probleme lösen kann, die beim Bau von Mondbasen auftreten. Das Wasser muss nicht von der Erde angeliefert werden, es kann direkt vor Ort verarbeitet werden, sagt Igor Mitrofanov, Leiter des Weltraum-Gammaspektroskopie-Labors am IKI. Nach einigen Berechnungen könnte sich die Menschheit mit entsprechendem Wunsch und entsprechender Finanzierung in 15 Jahren auf unserem natürlichen Satelliten niederlassen. Darüber hinaus hätten die ersten Bewohner des Mondes höchstwahrscheinlich an seinen Polen in der Nähe großer Vorkommen an entdecktem Wasser gelebt.
Allerdings müsste man sich auf dem Mond an vieles neu gewöhnen – auch an so einen Vorgang wie das Gehen. Es ist viel einfacher, auf den Mond zu springen, die Tatsache, dass die Schwerkraft hier sechsmal geringer ist als auf der Erde, war einst von Neil Armstrong überzeugt, als er vor 40 Jahren zum ersten Mal die Oberfläche dieses Himmelskörpers betrat. Gleichzeitig ist der Hauptfeind des Menschen auf dem Mond derzeit die Strahlung, von der es nicht so viele Möglichkeiten zur Rettung gibt. Laut Lev Zeleny, Direktor des Weltraumforschungsinstituts der Russischen Akademie der Wissenschaften, gibt es auf unserem natürlichen Satelliten kein Magnetfeld. Die gesamte Strahlung der Sonne gelangt auf den Mond und es ist ziemlich schwierig, sich davor zu schützen.
Gleichzeitig ist die Tatsache, dass der Mond der erste Schritt für den menschlichen Fortschritt im Weltraum sein sollte, eine unbestreitbare Tatsache, glaubt Zeleny Lev. Ihm zufolge kann der Mond ein Umschlagplatz für Starts zu anderen Planeten des Sonnensystems werden. Es wird auch möglich sein, eine Frühwarnstation für die Annäherung gefährlicher Weltraumobjekte an die Erde zu platzieren: Kometen und Asteroiden, was angesichts der jüngsten Ereignisse sehr wichtig ist. Am wichtigsten ist jedoch Helium-3, möglicherweise der Weltraumtreibstoff der Zukunft. Kaum zu glauben, aber der dunkelgraue Staub, der von der gesamten Mondoberfläche ausgekleidet ist, ist ein Lagerhaus dieser einzigartigen Substanz.
Öl und Gas auf dem Planeten halten nicht ewig. Von diesen Ressourcen wird die Menschheit nach Einschätzung einiger Experten etwa 40 Jahre ohne besondere Probleme leben. Heute sind Kernkraftwerke die einzige Alternative, die aber wegen der Strahlung nicht so sicher ist. Gleichzeitig ist eine thermonukleare Reaktion mit Helium-3 umweltfreundlich. Laut Wissenschaftlern wurde bisher nichts Besseres erfunden und dafür gibt es mindestens 2 Gründe. Erstens ist es ein sehr effektiver thermonuklearer Brennstoff, und zweitens, was noch wertvoller ist, ist es umweltfreundlich, bemerkt Erik Galimov, Direktor des nach V. I. benannten Instituts für Geochemie und Analytische Chemie. IN UND. Wernadski.
Nach Schätzungen von Vladislav Shevchenko, Leiter der Abteilung für Mond- und Planetenforschung am Staatlichen Astronomischen Institut der Moskauer Staatlichen Universität, werden die Helium-3-Reserven auf dem natürlichen Erdtrabanten für Tausende von Jahren reichen. Experten zufolge beträgt das Mindestvolumen von Helium-3 auf dem Mond etwa 500.000 Tonnen, nach optimistischeren Schätzungen sind es dort mindestens 10 Millionen Tonnen. Bei der Reaktion der Kernfusion, wenn 0,67 Tonnen Deuterium und 1 Tonne Helium-3 in die Reaktion eintreten, wird Energie freigesetzt, die der Verbrennungsenergie von 15 Millionen Tonnen Öl entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass es derzeit noch erforderlich ist, die technische Machbarkeit der Durchführung solcher Reaktionen zu untersuchen.
Und die Gewinnung dieser Substanz auf dem Mond wird nicht einfach sein. Obwohl sich Helium-3 in der Oberflächenschicht befindet, ist seine Konzentration sehr gering. Das Hauptproblem zu diesem Zeitpunkt ist die Realität der Heliumproduktion aus dem Mondregolith. Der von der Energieindustrie benötigte Gehalt an Helium-3 beträgt etwa 1 Gramm pro 100 Tonnen Mondboden. Dies bedeutet, dass für die Extraktion von 1 Tonne dieses Isotops mindestens 100 Mio. Tonnen Mondboden.
In diesem Fall muss Helium-3 von unnötigem Helium-4 getrennt werden, dessen Konzentration im Regolith um das Dreitausendfache höher ist. Um 1 Tonne Helium-3 auf dem Mond zu gewinnen, müssen laut Erik Galimov, wie oben erwähnt, 100 Millionen Tonnen Mondboden aufbereitet werden. Wir sprechen von einem Abschnitt des Mondes mit einer Gesamtfläche von etwa 20 Quadratkilometern, der bis zu einer Tiefe von 3 Metern bearbeitet werden muss! Gleichzeitig wird das Verfahren zur Lieferung einer Tonne dieses Kraftstoffs zur Erde mindestens 100 Millionen US-Dollar kosten. Tatsächlich macht aber selbst diese sehr große Menge nur 1 % der Energiekosten aus, die in einem thermonuklearen Kraftwerk aus diesem Rohstoff gewonnen werden können.
Nach Schewtschenkos Schätzungen können sich die Kosten für die Gewinnung von 1 Tonne Helium-3 unter Berücksichtigung der Schaffung der gesamten notwendigen Infrastruktur für seine Produktion und Lieferung auf die Erde auf 1 Milliarde US-Dollar belaufen. Gleichzeitig kostet uns der Transport von 25 Tonnen Helium-3 zur Erde 25 Milliarden US-Dollar, was nicht so viel ist, wenn man bedenkt, dass eine solche Menge an Treibstoff ausreicht, um die Erdbewohner ein ganzes Jahr lang mit Energie zu versorgen. Die Vorteile eines solchen Energieträgers werden offensichtlich, wenn man bedenkt, dass allein die USA jährlich etwa 40 Milliarden Dollar für Energieträger ausgeben.
Nach Berechnungen des amerikanischen Astronauten Harrison Schmitt wird der Einsatz von Helium-3 in der terrestrischen Energie unter Berücksichtigung aller Liefer- und Produktionskosten rentabel und wirtschaftlich rentabel, wenn die Produktion von thermonuklearer Energie aus diesem Rohstoff die Kapazitäten übersteigt von 5 GW. Tatsächlich deutet dies darauf hin, dass selbst 1 Kraftwerk, das mit Mondbrennstoff betrieben wird, ausreichen wird, um die Lieferung zur Erde kosteneffektiv zu machen. Nach Schmitts Schätzungen werden die Vorlaufkosten bereits im Forschungsstadium etwa 15 Milliarden Dollar betragen.
Eine der möglichen Optionen zur Gewinnung von Helium-3 wurde von Eric Galimov vorgeschlagen. Um die Extraktion des Isotops von der Mondoberfläche zu organisieren, schlägt er vor, den Regolith auf 700 Grad Celsius zu erhitzen. Danach kann es verflüssigt und an die Oberfläche gebracht werden. Aus Sicht moderner Technologien sind diese Verfahren recht einfach und bekannt. Der russische Wissenschaftler schlägt vor, Rohstoffe in speziellen „Solaröfen“zu erhitzen, die mithilfe großer Hohlspiegel das Sonnenlicht auf den Regolith fokussieren. In diesem Fall wird es möglich sein, aus dem Mondboden den darin enthaltenen Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff zu extrahieren. Das bedeutet, dass die Mondindustrie nicht nur Rohstoffe für den terrestrischen Energiekomplex produzieren könnte, sondern auch Raketentreibstoff für die ihn tragenden Raketen sowie Luft und Wasser für die Menschen, die in den Mondunternehmen arbeiten. Ähnliche Projekte werden derzeit in den USA bearbeitet.
Aber das ist nicht alles, was uns der Mondboden geben kann. Der Regolith enthält einen hohen Titangehalt, der langfristig dazu beitragen wird, die Herstellung von Elementen von Raketenkörpern und Industriestrukturen direkt auf dem natürlichen Satelliten der Erde zu etablieren. In diesem Fall müssen nur noch Hightech-Elemente von Raketen, Computern und Instrumenten zum Mond geliefert werden. Und dies könnte eine zweite vielversprechende Richtung für die gesamte Mondwirtschaft eröffnen - den Bau des wirtschaftlichsten Weltraumbahnhofs, einer wissenschaftlichen Basis für die Erforschung des gesamten Sonnensystems.