なぜヘリウム 3 が必要なのでしょうか?

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2024年春、アメリカの新興企業インターリューンは近い将来に月で開発を開始する計画を発表した。 彼は初めてではなく、2006年にロシアのRSCエネルギア会長が2015年にヘリウム3の供給を開始し、その後その工業生産を開始する見通しについて同様の意向を表明して以来である。 これらすべては、地球の天然衛星上に恒久的な月面基地を配備することで可能になります。 この計画は実現する運命にはなかったが、国営企業も民間企業も時折計画に戻ってきた。

批判もあった。ロシアの科学者レフ・ゼレニー氏は、この同位体を抽出することに意味はないと述べた。 約7年前に表明された同氏の意見では、ヘリウム3に関する誇大広告は月への注目を集めるために作られたものであり、プロジェクトを促進し資金を提供するための一種のマーケティングだという。

そして、レゴリス (月の土壌) に含まれる可能性のあるヘリウム 3 の量を考慮すると、月と地球の両方に複雑なインフラを構築することは経済的に採算が合わないとゼレニー氏は考えています。 さらに、技術的な障壁も生じます。エネルギーを得るには、高温プラズマを制御できる新世代の原子炉が必要です。 西洋の物理学者もゼレニーよりずっと前にこの意見を表明していました。

おそらくインタールーンは状況を違う見方をしているだろう。 同社は2022年に登記されたが、最近まで影の中にあった。 このスタートアップの創設者は、ジェフ・ベゾス氏の航空宇宙会社ブルー・オリジンの元トップマネージャーで、宇宙分野で数十年間エンジニアリング業務に従事してきたロブ・マイヤーソン氏とゲイリー・レイ氏だ。 また、BlackSky および Spaceflight Industries で勤務し、Rocket Lab の副社長を務める弁護士および法律顧問の Indra Hornsby 氏も含まれています。 Loon、Spaceflight、Maxar で働いていた James Antifaev 氏。

「トップ」のリストの最後を締めくくるのは、アポロ17号ミッションの一環として月を訪れたアメリカの地質学者で宇宙飛行士、88歳のハリソン・シュミットだ。 ちなみに、彼は月面からヘリウム3を入手し、ヘリウム同位体からエネルギーを抽出するというアイデアを長年支持している1人です。 彼の仮説を検証するために、シュミットは核融合技術研究所で小型原子炉を建設しましたが、成功しませんでした。

約 3 年間、滅多に中断されなかった沈黙を経て、Interlune は、その野心的な計画を考えると、約 1,800 万ドルの投資を受けたと発表しましたが、これは誰にも迷惑ではありません。 おそらく、2023年10月にこのスタートアップの最高技術責任者（CTO）であるゲイリー・ライ氏が語った次の言葉は真剣に受け止められたのかもしれない。 「私たちは、地球上で使用するために月で鉱物資源を採掘する最初の企業になります。」

Interlune CEO の Rob Myerson も将来について楽観的です。 同氏の意見では、月面での採掘が経済的観点からも技術的にも可能になったという状況だという。

そして、はい、この問題全体で最も重要なことはテクノロジーですが、それは一般の人々には語られていません。 一部の応用分野については短い抜粋のみです。 したがって、彼らは「原材料を粒子サイズに従って分類し、ストリームに分割することで、土壌から酸素を抽出するための資源、3Dプリンターの材料（どうやら、建物の建設について話しているようです）を取得できるようにする予定です」 ）、 等々。” これにより、鉱物や金属などの氷を互いに分離して、現場で使用したり、故郷の惑星に送ったりすることが可能になります。

さらに、このスタートアップは天文学的な期限ではなく、2028年までにパイロット工場を月に展開し、2030年に商業活動を開始する予定であると発表した。 それは火星に有人ミッションを送るのと同じくらい信じられないことのように聞こえますが、成功する可能性を排除することはできません。

さらに、2026年（2025年とも言われているが、その可能性は低い）には、インターリューン社はロボットのプロトタイプを月に輸送し、ヘリウム3の抽出を試みる計画を立てている。 この機械は衛星の表面に2年間留まり、月の日の数週間は採掘に従事し、月の夜は「眠り」ます。 成功すれば、スタートアップは出荷用に大型の掘削機を準備します。 暫定的な試算から判断すると、少量のガスを抽出して地球に戻すだけでも、危険な事業を回収するには十分だろう。

大量のヘリウム 3 を抽出するには、（文字通り）何トンものレゴリスを掘り出す必要があります。月でも、ヘリウム同位体の含有量は少ないですが、地球の土壌の含有量を大幅に上回っています。 その理由は、太陽風によって衛星に運ばれたヘリウム 3 が地元の土壌に「定着」し、地球の場合は磁気圏によってブロックされるためです。 したがって、近隣の天体で同位体を採掘することは可能であり、収益性が高くなります。 おそらく。 もちろん、巨大ガス惑星（同じ木星）の大気からヘリウム 3 を抽出する方が（やはりおそらく）はるかに有益ですが、これはすでに非常に遠い将来の話です。

NASAのアルテミス計画にはある程度の希望があり、その実施はすでに始まっており、今後数年以内に月への初の有人飛行が行われる可能性がある。 米国航空宇宙局はアルテミスに多額の投資を行っているため、このプログラムが放棄される可能性は低いです。 アルテミス計画の枠組みの中で、サンプルを採取してヘリウム3の抽出を試みるためにインタールーンロボットが派遣されることが計画されている。

ヘリウム 3 を入手するには、インターリューンは、地球上で見られるものとはほとんど似ていない岩石からヘリウム 3 を抽出する効率的な技術を考え出す必要があります。 次に、その資源を地球に届けるあまり高価ではない方法を考え出す必要があります。 ここでは、抽出された同位体全量を長期間にわたって処理して利用する技術が必要となります。 これらの側面のいずれかが無視されると、キャンペーン全体が無駄になってしまいます。 ヘリウム3に加えて、月にはさらに何か採掘できるものがあるが、ロブ・マイヤーソンによれば、現時点で経済的に開発可能な月の「資産」はヘリウム同位体だけだという。

計算によると、月には 100 万トンから 300 万トンのヘリウム 3 が存在する可能性があります。 そのほとんどすべてがレゴリスの上層に集中しているため、将来の探鉱者にとっておいしい一口になります。 比較のために、地球では、ヘリウム 3 の痕跡は土壌の深い層で発見されていますが、重要な部分は原子炉、トリチウム崩壊、およびその他のプロセスからの廃棄物です。

インタールーンはもっと頑張らなければいけないだろう。 レゴリスの処理量について話すのは難しいですが、ヘリウム 3 1 グラムあたり数百トン、数千トンになる可能性があります。 そして、コレクションに必要なスタートアップ技術は今のところ機密扱いのままで、どうやらそこにすべての重要性があるようだ。

現在、「純粋な」ヘリウム 3 のグラム当たりの価格は 3 万ドルを超えており、この同位体は年間約 0.5 キログラムが世界中で消費されています。 これは、超高感度デバイス (原子力産業、医療、量子システム) の製造や超低温の達成に需要があります。 ヘリウム 3 の潜在的な市場は 4 億ドルと推定されていますが、成長する可能性があります。 聖杯は、熱核融合にヘリウム 3 の使用を可能にするテクノロジーです。これは、「クリーンな」条件付き無限エネルギー源 (人類にとって数千年分に十分な量) です。 確かに、そのためにはほぼ 100% の効率を達成する必要がありますが、それは近い将来には実現可能ではありません。

技術的障壁により、「無限」燃料の成分としてヘリウム 3 を使用することはできません。まず第一に、これは原子炉内で非常に高い温度を維持する必要があるためですが、これまでのところ実験室条件では非常に短時間しか達成できません。 また、月でのエネルギー生産は、地球への輸送のためではなく、基地用のヘリウム 3 の入手という、そこに恒久的な基地を設立するという文脈で考慮できるという仮定もあります。

インターリューンはこのプロジェクトの詳細をすべて明らかにしていないが、中国とインドも月ヘリウム3を「探している」（あるいはそうしようとしている）。 今のところ、これらすべては、プロジェクトではないにしても、ダンカン・ジョーンズ監督の映画「ムーン2112」で説明されているファンタジーのように見えます。

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