Mineralai Mėnulyje: teorijos, kasybos projektai, dirvožemio sudėtis ir reikalingas technologijų išsivystymo lygis

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:34

Mėnulis yra natūralus Žemės palydovas. Prieš pusę amžiaus žmogus pirmą kartą įkėlė koją į jos paviršių. Nuo tada atsirado realių galimybių tiesioginiams moksliniams šio dangaus objekto paviršiaus ir vidaus tyrimams. Ar mėnulyje yra mineralų? Kas yra šie ištekliai ir ar juos galima išgauti? Atsakymus į šiuos klausimus rasite mūsų straipsnyje.

Mėnulis ir jo vidinė struktūra

Mūsų planetoje yra tik vienas natūralus palydovas – Mėnulis. Tai arčiausiai Saulės esantis palydovas visoje Saulės sistemoje. Mėnulis nuo Žemės nutolęs 384 000 kilometrų. Jo pusiaujo spindulys yra 1738 km, o tai maždaug atitinka 0,27 Žemės spindulį.

Prieš kalbėdami apie mineralus Mėnulyje, turėtumėte kuo išsamiau apibūdinti šio dangaus kūno vidinę sandarą. Taigi ką mokslininkai žino šiandien?

Kaip ir Žemės planeta, Mėnulis susideda iš šerdies, mantijos ir išorinės plutos. Mėnulio šerdis yra palyginti maža (tik 350 km skersmens). Jame daug skystos geležies, taip pat yra nikelio, sieros ir kai kurių kitų elementų priemaišų. Aplink šerdį yra iš dalies išlydytos medžiagos sluoksnis, susidaręs magmai kristalizuojantis maždaug prieš 4 milijardus metų (netrukus po paties Mėnulio susidarymo).

Mėnulio plutos storis svyruoja nuo 10 iki 105 kilometrų. Be to, jo storis yra pastebimai mažesnis toje palydovo pusėje, kuri yra nukreipta į Žemę. Pasauliniu mastu mėnulio reljefe galima išskirti dvi zonas: kalnuotą žemyninę ir žemesnę – vadinamąsias mėnulio jūras. Pastarieji yra ne kas kita, kaip didžiuliai krateriai, susidarę asteroidams ir meteorams bombarduojant Mėnulio paviršių.

Mėnulio paviršius

Jau įpratome suvokti, kad po mūsų kojomis yra daugiametrinis nuosėdinių uolienų sluoksnis – klinčių, smiltainių, molių. Bet mėnulis nėra žemė. Čia viskas išdėstyta kitaip, o nuosėdinės kilmės uolienų tiesiog nėra ir negali būti. Visas mūsų palydovo paviršius padengtas regolitu arba „mėnulio dirvožemiu“. Tai smulkių nuolaužų ir smulkių dulkių mišinys, susidaręs dėl nuolatinio meteorito bombardavimo.

Mėnulio regolito sluoksnio storis gali siekti keliasdešimt metrų. Ir kai kuriose paviršiaus vietose jis neviršija dviejų centimetrų. Išoriškai šis sluoksnis primena pilkai rudą dulkių antklodę. Beje, aš patsTerminas „regolitas“kilęs iš dviejų graikų kalbos žodžių: „lithos“(akmuo) ir „rheos“(paklodė). Įdomu tai, kad regolito kvapas astronautams priminė degintą kavą.

Pažymėtina, kad vieno kilogramo medžiagos pervežimas iš Mėnulio kainuoja apie 40 tūkstančių dolerių. Nepaisant to, iš viso amerikiečiai į Žemę iš skirtingų palydovo paviršiaus dalių jau atgabeno daugiau nei 300 kilogramų regolito. Tai leido mokslininkams atlikti išsamią mėnulio dirvožemio analizę.

Kaip paaiškėjo, regolitas yra laisvas ir gana nevienalytis. Tuo pačiu metu jis gerai sulimpa į gabalėlius, o tai paaiškinama tuo, kad nėra oksido plėvelės. Viršutiniame regolito sluoksnyje (ne giliau kaip 60 cm) vyrauja iki vieno milimetro dydžio dalelės. Mėnulio dirvožemis yra visiškai išsausėjęs. Jis pagrįstas baz altais ir plagioklazėmis, kurių sudėtis beveik panaši į Žemę.

Taigi, ar Mėnulyje po regolito sluoksniu yra mineralų? Daugiau apie tai sužinosite vėliau mūsų straipsnyje.

Mineralai Mėnulyje: visas sąrašas

Nepamirškite, kad Žemė ir Mėnulis iš tikrųjų yra pusseserys. Todėl mažai tikėtina, kad mūsų vienintelio palydovo žarnos slepia kokių nors mineralinių pojūčių. Bet vis tiek, kokių mineralų yra mėnulyje? Išsiaiškinkime.

Nafta, anglis, gamtinės dujos… Šių mineralinių išteklių Mėnulyje nėra ir negali būti, nes jie visi yra biogeninės kilmės. Kadangi mūsų palydove nėra atmosferos ar organinės gyvybės, jų formavimasistiesiog neįmanoma.

Tačiau mėnulio žarnyne slypi įvairūs metalai. Visų pirma, geležis, aliuminis, titanas, toris, chromas, magnis. Mėnulio regolito sudėtyje taip pat yra kalio, natrio, silicio ir fosforo. 1998 metais paleistos automatinės tarpplanetinės stoties Lunar Prospector pagalba taip pat buvo galima nustatyti konkretaus metalo lokalizaciją Mėnulio paviršiuje. Taigi, pavyzdžiui, torio pasiskirstymo mėnulyje žemėlapis atrodo taip:

Apskritai visas mėnulio uolienas ir mineralus galima suskirstyti į tris grupes:

Mėnulio jūrų baz altai (piroksenas, plagioklazas, ilmenitas, olivinas).
KREEP-uolienos (kalis, fosforas, retųjų žemių elementai).
ANT uolienos (noritas, troktolitas, anortozitas).

Be kita ko, Mėnulyje taip pat buvo aptiktos didelės vandens atsargos ledo pavidalu (iš viso apie 1,6 mlrd. tonų).

Helium-3

Galbūt pagrindinis ir perspektyviausias Mėnulyje esančių fosilijų vystymosi požiūriu yra helio-3 izotopas. Žemiečiai jį laiko galimu termobranduoliniu kuru. Taigi, pasak amerikiečių astronauto Garrisono Schmidto, šio lengvojo helio izotopo išgavimas artimiausiu metu padės išspręsti energijos krizės Žemėje problemą.

Helis-3 mokslo sluoksniuose dažnai vadinamas „ateities kuru“. Žemėje tai itin reta. Visas šio izotopo atsargas mūsų planetoje mokslininkai įvertino ne daugiau kaip viena tona. Remiantis tuo, vieno gramo medžiagos kaina yra lygi tūkstančiui dolerių. Tačiau vienas gramashelis-3 gali pakeisti iki 15 tonų alyvos.

Verta pažymėti, kad Mėnulio paviršiuje nustatyti helio-3 išgavimo procesą nebus lengva. Bėda ta, kad vienoje tonoje regolito yra tik 10 mg vertingo kuro. Tai yra, norint sukurti šį išteklį mūsų palydovo paviršiuje, reikės pastatyti tikrą kasybos ir perdirbimo kompleksą. Akivaizdu, kad ateinančiais dešimtmečiais tai neįmanoma.

Mėnulio kasybos projektai

Žmonija jau rimtai galvoja apie Mėnulio kolonizaciją ir jo mineralinių išteklių plėtrą. Teorinė kasyba Mėnulyje yra visiškai įmanoma. Tačiau praktiškai tai labai sunku įgyvendinti. Iš tiesų, tam mūsų palydovo paviršiuje reikės sukurti atitinkamą pramoninę infrastruktūrą. Be to, viskas, ko jums reikia, turės būti atsivežta iš Žemės – medžiagos, vanduo, kuras, įranga ir kt.

Tačiau tam tikri projektai jau kuriami. Taigi amerikiečių kompanija SEC planuoja rimtai užsiimti Mėnulio ledo gavyba ir jo pagrindu kuro gamyba erdvėlaiviams. Tam planuojama pasitelkti ir robotus, ir gyvus žmones. 2017 metų pabaigoje NASA paskelbė priimanti paraiškas su technologiniais pasiūlymais išteklių išgavimui iš kosminių objektų. Šio skyriaus specialistai tikisi, kad kasyba taps realybe iki 2025 m.

Tačiau Kinija rimtai domisi retųjų žemių elementais, esančiais mėnulio plutoje. Studijuoti ir įsisavintišio ištekliaus šalis planuoja įkurti specialią Mėnulyje tyrimų bazę. Rusijos Federacija neatsilieka nuo pirmaujančių kosmoso valstybių. Iki 2025 m. Roscosmos planuoja sukurti robotų seriją, skirtą kasybai Mėnulyje.

Baigiant…

Mėnulyje nėra mineralų. Bent jau mūsų, žemiškuoju, šio termino supratimu. Nepaisant to, Mėnulio plutoje, ypač regolite, buvo rasta nemažai metalų. Tarp jų yra geležis, aliuminis, titanas, toris, chromas, magnis ir kt. Naudingųjų iškasenų išgavimas Mėnulio paviršiuje teoriškai įmanomas, bet praktiškai dar neįgyvendinamas.