ヘリウム 3、月への帰還を推進する未来の燃料 | 科学

この質問は半世紀以上前に提起されたものであり、アメリカ人や 中国人が用意する 地球上で唯一の自然の衛星に戻ること。 なぜ戻るのですか？ 両国は今回、60年代と70年代の最初の宇宙飛行士の短期間の訪問よりも長期の滞在を意図してそうしている。 このレースに対する地政学的関心には議論の余地がありません。

しかし、さらに理由があります。 いつものように、人間の本性の暗黙の願いは、常に少し先へ進みたいという欲求です。 彼が挙げた理由は有名だ ジョージ・マロリーがエベレスト登頂に挑戦：「なぜそこにあるの？」 おそらく同じ理由が、アポロ初飛行の壮大さを部分的に正当化する可能性があるが、今日ではその冒険心は蒸発し、より平凡な動機に取って代わられている。

月は優れた科学実験室です。 それが新しい探検家にとってのもう一つの正当化になるかもしれません。 その起源、進化、そしてそれに伴う太陽系の最初の時代については、解明すべき不明な点がまだたくさんあります。 大気と磁場の欠如は、その表面から天体観測を行うための非常に特殊な条件を提供します。 そして 暗い側面 地球上で発生する電磁妨害から安全な場所は、電波望遠鏡を設置するのに最適な場所となるでしょう。 もちろん、単純な科学的好奇心だけでは、この事業にかかる莫大な費用が正当化されないかもしれません。

商業的利益という、さらに物質的な動機がまだ残っています。 月には商業的に興味深い何か価値のあるものがあるのでしょうか? 明らかな答えは、 アグア。 もちろん、衛星のほとんどの部分では、固体であろうと液体であろうと、その存在は不可能です。真空中では、また日中の暑さの中では、氷床は昇華し、ガスは宇宙に逃げてしまいます。

暗いクレーターの氷

しかし、極地では状況が異なります。 地球とは異なり、月の軌道と地軸は黄道に対してわずかに傾いています。 そこにはほとんど駅がありません。 極では、 太陽の光 それらは常に接線方向に衝突し、一部の深いクレーターの底には到達しません。 永遠の夜に突入すると、そこでは氷点下 150 度を超えることのない温度が記録され、氷が無期限に保存されるのに十分です。

いくつかの実験により、その存在が確認されています。 かき氷。 一部の衛星は、宇宙線の照射によって引き起こされる中性子を分析することによってそれを検出したが、これはレゴリスに埋め込まれた水素原子の存在を示す症状である。 必ずしも水としてではなく、水和したミネラル成分としても。 他の研究者は、「バイスタティック レーダー」技術を使用しています。つまり、これらのクレーターの底で反射する無線信号を送信し、地球上の大型追跡アンテナで受信するというものです。 波による歪みは、岩だらけの地形よりも氷の表面に典型的なものでした。

月の南側の領域には約10,000平方キロメートルの地球があると推定されています。 影の部分 永続。 それらでは、氷はスケートリンクのような大きな広がりを形成せず、一種の凍った泥の中でレゴリスと混合されています。 それに比例して、最良の場合には、土地 1 立方メートルあたりから水缶 1 本に相当する量を抽出することができます。

仮に月の水が入手できたとしても、それは人間が消費したり、地球に送られる予定ではないでしょう。 精製したとしても、不快な味がする可能性が高く、その一方で、私たちの地球上にはすでにたくさんの水があります。 その本当の用途は、ロケットエンジンで最もエネルギーの高い混合物の一つである酸素と水素に分解するための原料として使用されることです。 これは、まさにブルー・オリジンの将来の月面着陸船が消費する量だ（より保守的なスペースXプロジェクトはメタンと酸素を燃焼させるだろう）。

月の水を工業用量で生産するには大規模な施設が必要となるが、ささやかな恒久基地を建設するだけで非常に多くの問題が生じる現在、夢想することは困難である。 しかし、いつか月が宇宙ガソリンスタンドのようなものになり、それらの暗いクレーターは世界で最も価値のある地形になるかもしれません。 太陽系。

ヘリウム 3: 未来の燃料

私たちの衛星には、莫大な経済的可能性を秘めた別の元素、ヘリウム 3 が搭載されています。 これはヘリウムの安定同位体であり、私たちの星の中で形成され、太陽風に乗って私たちに届きます。 地球では磁場と大気がシールドとして機能しますが、月にはこの保護が存在せず、何百万年もかけてヘリウム3が地中に吸収されています。 私たちの衛星全体が堆積物の可能性があります。 少なくとも理論上は。

ヘリウム 3 が月を隠すのはいつですか? 一部の推定では、100万トンから300万トンの間で、そのほとんどすべてがレゴリスの外層に蓄積されているため、その抽出は比較的容易であると示唆されています。

地球上で、 微量のヘリウム 3 は土壌の深層に閉じ込められたままであり、一部のガス田からの排出物に混じって漏れることがあります。 そのほとんどは、リチウムを照射することによって、または熱核爆弾に使用される元素であるトリチウムの崩壊の結果として、原子炉内で人工的に生成されます。 これらの兵器庫の解体が進んでおり、その入手可能性は減少しています。

ヘリウム 3 は、核融合発電所における将来の燃料として説明されています。 重水素との反応により膨大なエネルギーが放出され、危険な放射線を放出することなく、廃棄物として無害なヘリウム 4 原子が生成されます。 彼 聖杯 クリーンエネルギーのこと。

非常に珍しいアイテム

ヘリウム 3 は非常に少量しか入手できず、一部の実験にはかろうじて十分です。 もちろん非常に高価で、1グラムあたり3万ドル以上します。 供給が制限されているため、世界の消費量は年間 0.5 キロ強に過ぎません。 原子力産業用の機器、特に中性子検出器の構築に使用されます。 また、絶対零度より数十分の 1 度程度の非常に低い温度に到達するため、量子計測機器での使用が義務付けられています。 また、磁気共鳴装置や X 線分光装置を使用した生物医学画像診断用途でも使用されることが増えています。

アナリストらは、ヘリウム 3 には約 4 億ドル相当の潜在的な需要があると推定しており、このパイは非常に魅力的であるだけでなく、明らかに増加傾向を示しています。 この物質は地球上では希少かもしれないが、月にはレゴリスの上層に吸収されるため、利用しやすい堆積物が確実に存在する。 10 年前には SF のように見えたかもしれないものが、今では本当のビジネスチャンスになっています。

いくつかの企業がこの可能性を真剣に研究しています。 最新の Interlune は最近シアトルに設立され、すでに 1,300 万ドル以上のベンチャーキャピタルを調達することに成功しています。 その創設者の中には宇宙飛行士もいる ハリソン・シュミット、月に足を踏み入れた唯一の地質学者であり、したがってこの主題について直接の知識を持っています。 彼は88歳になったばかりだ。

月間計画の管理者らは、ヘリウム 3 は、その価格で採取と地球への輸送が正当化される唯一の月製品であると推定しています。 これを行うために、彼らはプロトタイプの形で2025年に私たちの衛星に到着する自動ロボットを設計しています。本質的には、それは岩石サンプルを最大600度まで加熱するためのオーブンを備えた小型掘削機です。岩の剥離。 吸蔵されたガスは小さな水疱の中に集められます。

このロボットは光電池で駆動され、月の日の2週間の間動作し、夜は冬眠状態になります。 などなど、数年間。 彼らが開発した技術は、もちろん産業秘密ですが、少量のサンプルを採取することのみを目的としています。 成功すれば商業利用には貨物船で輸送される大型車両が必要となる スターシップ スペースX。

いずれにせよ、ガスバイアルを地球に送るには、まだ存在しない返送カプセルが必要になります。 そして耐荷重はほとんどなく、おそらく数キロに制限されます。 現在の価格では、コストをカバーし、魅力的な利益を残すのに十分です。

そしてどこから掘り始める予定ですか？ シュミット氏によれば、他の領域よりも魅力的な領域はあるものの、月全体が可能性を秘めているという。 月のサンプルと周回衛星によって収集されたデータの研究は、宝の地図のように「X」を描くのに最も有望な場所を選択するのに役立ちました。 しかし、その地図は、新しい宇宙採掘者たちが熱心に守っているもう一つの秘密です。

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