Minerals on the Moon: teori, projek perlombongan, komposisi tanah dan tahap pembangunan teknologi yang diperlukan

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-12 11:11

Bulan ialah satelit semula jadi Bumi. Setengah abad yang lalu, manusia pertama kali menjejakkan kaki di permukaannya. Sejak itu, peluang sebenar telah muncul untuk kajian saintifik langsung mengenai permukaan dan bahagian dalam objek angkasa ini. Adakah terdapat mineral di bulan? Apakah sumber ini, dan bolehkah ia dilombong? Anda akan mendapat jawapan kepada soalan ini dalam artikel kami.

Bulan dan struktur dalamannya

Planet kita hanya mempunyai satu satelit semula jadi - Bulan. Ia adalah satelit yang paling hampir dengan Matahari dalam keseluruhan sistem suria. Bulan berada pada jarak 384,000 kilometer dari Bumi. Jejari khatulistiwanya ialah 1,738 km, yang kira-kira sepadan dengan 0.27 jejari Bumi.

Sebelum bercakap tentang mineral di Bulan, anda harus menerangkan struktur dalaman badan angkasa ini dengan seberapa terperinci yang mungkin. Jadi apa yang diketahui saintis hari ini?

Seperti planet Bumi, Bulan terdiri daripada teras, mantel dan kerak luar. Teras bulan agak kecil (hanya 350 km diameter). Ia mengandungi banyak cecair besi, terdapat juga kekotoran nikel, sulfur dan beberapa unsur lain. Di sekeliling teras terdapat lapisan bahan cair separa yang terhasil daripada penghabluran magma kira-kira 4 bilion tahun yang lalu (sejurus selepas pembentukan Bulan itu sendiri).

Ketebalan kerak bulan berbeza dari 10 hingga 105 kilometer. Selain itu, ketebalannya nyata lebih kecil di sisi satelit yang menghadap Bumi. Secara global, dua zon boleh dibezakan dalam pelepasan bulan: benua pergunungan dan diturunkan - yang dipanggil laut lunar. Yang terakhir ini tidak lebih daripada kawah besar yang terbentuk akibat pengeboman permukaan Bulan oleh asteroid dan meteor.

Permukaan Bulan

Kita sudah biasa menyedari bahawa di bawah kaki kita terdapat lapisan batuan sedimen berbilang meter - batu kapur, batu pasir, tanah liat. Tetapi bulan bukanlah bumi. Di sini segala-galanya disusun secara berbeza, dan tidak ada batuan asal sedimen dan tidak boleh. Seluruh permukaan satelit kita ditutup dengan regolit atau "tanah bulan". Ini ialah campuran bahan detrital halus dan habuk halus, yang terbentuk akibat pengeboman meteorit yang berterusan.

Ketebalan lapisan regolit Bulan boleh mencapai beberapa puluh meter. Dan di beberapa kawasan permukaan, ia tidak melebihi dua sentimeter. Secara luaran, lapisan ini menyerupai selimut debu berwarna kelabu-coklat. By the way, saya sendiriIstilah "regolith" berasal daripada dua perkataan Yunani: "lithos" (batu) dan "rheos" (selimut). Anehnya, bau regolith mengingatkan para angkasawan kopi hangus.

Perlu diingatkan bahawa kos mengangkut satu kilogram bahan dari bulan dianggarkan kira-kira 40 ribu dolar. Namun begitu, rakyat Amerika secara keseluruhannya telah menghantar lebih 300 kilogram regolit ke Bumi dari bahagian permukaan satelit yang berlainan. Ini membolehkan saintis menjalankan analisis menyeluruh tentang tanah bulan.

Nampaknya, regolit itu longgar dan agak heterogen. Pada masa yang sama, ia melekat dengan baik ke dalam ketulan, yang dijelaskan oleh ketiadaan filem oksida. Di lapisan atas regolith (tidak lebih dalam daripada 60 cm), zarah sehingga satu milimeter bersaiz mendominasi. Tanah bulan mengalami dehidrasi sepenuhnya. Ia berasaskan bas alt dan plagioklas, yang komposisinya hampir serupa dengan Bumi.

Jadi, adakah terdapat sebarang mineral di Bulan di bawah lapisan regolit? Anda akan mengetahui lebih lanjut tentang perkara ini kemudian dalam artikel kami.

Minerals on the Moon: senarai lengkap

Jangan lupa bahawa Bumi dan Bulan sebenarnya adalah adik beradik tiri. Oleh itu, tidak mungkin usus satu-satunya satelit kami menyembunyikan sebarang sensasi mineral. Tetapi masih, apakah mineral yang terdapat pada bulan? Mari kita fikirkan.

Minyak, arang batu, gas asli… Sumber mineral ini tidak dan tidak boleh wujud di Bulan, kerana semuanya berasal dari biogenik. Oleh kerana tiada atmosfera atau kehidupan organik pada satelit kita, pembentukannyamustahil.

Namun, pelbagai logam terletak di dalam perut bulan. Khususnya, besi, aluminium, titanium, torium, kromium, magnesium. Komposisi regolit bulan juga mengandungi kalium, natrium, silikon, dan fosforus. Dengan bantuan stesen antara planet automatik Lunar Prospector, yang dilancarkan pada tahun 1998, ia juga mungkin untuk menentukan penyetempatan logam tertentu di permukaan bulan. Jadi, sebagai contoh, peta taburan torium pada bulan kelihatan seperti:

Secara umumnya, semua batuan bulan dan mineral boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan:

Basal laut lunar (piroksen, plagioklas, ilmenit, olivin).
KREEP-batu (kalium, fosforus, unsur nadir bumi).
batu SEMUT (norit, troktolit, anorthosit).

Antara lain, rizab air yang ketara dalam bentuk ais juga telah ditemui di Bulan (kira-kira 1.6 bilion tan kesemuanya).

Helium-3

Mungkin yang utama dan paling menjanjikan dari segi pembangunan fosil di bulan ialah isotop helium-3. Penduduk bumi menganggapnya sebagai bahan api termonuklear yang mungkin. Oleh itu, menurut angkasawan Amerika Garrison Schmidt, pengekstrakan isotop cahaya helium ini dalam masa terdekat akan dapat menyelesaikan masalah krisis tenaga di Bumi.

Helium-3 sering dirujuk sebagai "bahan api masa depan" dalam kalangan saintifik. Di Bumi, ia sangat jarang berlaku. Semua rizab isotop ini di planet kita dianggarkan oleh saintis tidak lebih daripada satu tan. Berdasarkan ini, kos satu gram bahan adalah sama dengan seribu dolar. Walau bagaimanapun, satu gramhelium-3 boleh menggantikan sehingga 15 tan minyak.

Perlu diperhatikan bahawa tidak mudah untuk mewujudkan proses pengekstrakan helium-3 di permukaan bulan. Masalahnya ialah satu tan regolit mengandungi hanya 10 mg bahan api berharga. Iaitu, untuk membangunkan sumber ini di permukaan satelit kita, adalah perlu untuk membina kompleks perlombongan dan pemprosesan sebenar. Jelas sekali, ini tidak dapat dilaksanakan dalam dekad akan datang.

Projek perlombongan bulan

Manusia sudah serius memikirkan tentang penjajahan bulan, dan pembangunan sumber mineralnya. Perlombongan teori di bulan adalah mungkin sepenuhnya. Tetapi dalam amalan, ini sangat sukar untuk dilaksanakan. Sesungguhnya, untuk ini, di permukaan satelit kami, adalah perlu untuk mewujudkan infrastruktur perindustrian yang sesuai. Selain itu, semua yang anda perlukan perlu dibawa dari Bumi - bahan, air, bahan api, peralatan, dll.

Namun, projek tertentu sedang dibangunkan. Oleh itu, syarikat Amerika SEC merancang untuk terlibat secara serius dalam pengekstrakan ais bulan dan pengeluaran bahan api untuk kapal angkasa berdasarkannya. Untuk ini, ia dirancang untuk menggunakan kedua-dua robot dan orang yang masih hidup. Pada penghujung tahun 2017, NASA mengumumkan penerimaan aplikasi dengan cadangan teknologi untuk pengekstrakan sumber daripada objek angkasa. Pakar jabatan ini berharap perlombongan akan menjadi kenyataan menjelang 2025.

Tetapi China sangat berminat dengan unsur nadir bumi yang terkandung dalam kerak bulan. Untuk belajar dan menguasaidaripada sumber ini, negara merancang untuk menubuhkan pangkalan penyelidikan khas di bulan. Persekutuan Rusia tidak ketinggalan di belakang kuasa angkasa terkemuka. Menjelang 2025, Roscosmos merancang untuk mencipta satu siri robot untuk melombong di Bulan.

Kesimpulannya…

Tiada mineral di Bulan seperti itu. Sekurang-kurangnya dalam pemahaman kita, duniawi, istilah ini. Namun begitu, beberapa logam telah ditemui dalam kerak bulan, khususnya, dalam regolit. Antaranya ialah besi, aluminium, titanium, torium, kromium, magnesium dan lain-lain. Pengekstrakan sumber mineral di permukaan Bulan secara teorinya mungkin, tetapi secara praktikal belum lagi dapat dilaksanakan.