انزلق حفنة من التربة ، التي تم التقاطها على قمة فوهة القمر كاميلوت ، من مغرفة عادية في حقيبة تفلون خاصة ، وذهبت مع فريق أبولو 17 إلى الأرض. في ذلك اليوم ، 13 كانون الأول (ديسمبر) 1972 ، لم يكن يتصور سوى القليل أن عينة من التربة القمرية برقم 75501 ، بالإضافة إلى عينات التربة التي أرسلتها أبولو 11 وعدد من الرحلات الاستكشافية الأخرى ، بما في ذلك محطة الأبحاث السوفيتية لونا 16 ، ستكون بمثابة حجة قوية للبشرية لاتخاذ قرار بالعودة إلى القمر في القرن الحادي والعشرين. جاء إدراك ذلك بعد 30 عامًا فقط ، عندما وجد علماء شباب من جامعة ويسكونسن محتوى مهمًا من الهليوم -3 في عينة من تربة القمر. هذه المادة المثيرة للاهتمام هي أحد نظائر الغاز المعروف - الهيليوم ، والذي يستخدم لملء البالونات الملونة خلال العطلات.
حتى قبل بعثات الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة إلى القمر ، تم العثور على كمية صغيرة من الهليوم 3 على كوكبنا ، ثم كانت هذه الحقيقة مهتمة بالفعل في المجتمع العلمي. الهليوم -3 ، الذي له بنية فريدة داخل الذرة ، وعد العلماء بآفاق رائعة. إذا تمكنا من استخدام الهليوم -3 في تفاعل الاندماج النووي ، فسيكون من الممكن الحصول على كمية هائلة من الكهرباء دون الغرق في النفايات المشعة الخطرة التي يتم إنتاجها في محطات الطاقة النووية بغض النظر عن رغبتنا. إن استخراج الهليوم 3 على سطح القمر وتسليمه إلى الأرض بعد ذلك ليس بالمهمة السهلة ، ولكن في الوقت نفسه ، يمكن لمن يشاركون في هذه المغامرة أن يصبحوا مالكين لمكافأة مذهلة. الهليوم -3 هو المادة التي يمكن أن تخلص العالم إلى الأبد من "إدمان المخدرات" - الوقود الأحفوري ، إبرة الزيت.
على الأرض ، هناك نقص قاتل في الهيليوم 3. تنشأ كمية هائلة من الهيليوم في الشمس ، لكن جزءًا صغيرًا منه هو الهليوم 3 ، والجزء الأكبر هو الهليوم 4 الأكثر شيوعًا. بينما تتحرك هذه النظائر كجزء من "الرياح الشمسية" نحو الأرض ، يخضع كلا النظيرين لتغييرات. الهليوم -3 ، الثمين جدًا بالنسبة لأبناء الأرض ، لا يصل إلى كوكبنا ، حيث يتم التخلص منه بواسطة المجال المغناطيسي للأرض. في الوقت نفسه ، لا يوجد مجال مغناطيسي على القمر ، وهنا يمكن للهليوم 3 أن يتراكم بحرية في الطبقة السطحية للتربة.
في الوقت الحاضر ، يعتبر العلماء قمرنا الطبيعي ليس فقط مرصدًا فلكيًا طبيعيًا ومصدرًا لموارد الطاقة ، ولكن أيضًا كقارة احتياطية مستقبلية لأبناء الأرض. علاوة على ذلك ، فإن المصدر الذي لا ينضب لوقود الفضاء هو الأكثر جاذبية والواعدة. تقع قارة جديدة محتملة لأبناء الأرض على مسافة 380 ألف كيلومتر فقط من كوكبنا ؛ في حالة وقوع كارثة عالمية على الأرض ، يمكن أن يكون هناك مأوى للناس هنا. من القمر ، يمكنك مراقبة الأجرام السماوية الأخرى دون تدخل كبير ، حيث يتدخل الغلاف الجوي إلى حد ما على الأرض. لكن الشيء الرئيسي هو الاحتياطيات التي لا تنضب من الطاقة ، والتي ، وفقًا للعلماء ، ستكون كافية للبشرية لمدة 15000 عام. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي القمر على احتياطيات من المعادن النادرة: التيتانيوم والباريوم والألمنيوم والزركونيوم ، وهذا ليس كل شيء ، كما يقول العلماء. اليوم ، لا تزال البشرية في بداية الطريق إلى تطور القمر فقط.
في الوقت الحاضر ، الصين ، الهند ، الولايات المتحدة الأمريكية ، روسيا ، اليابان - كل هذه الدول تتماشى مع القمر ، وهذه الدول أصبحت أكثر فأكثر. نشأت زيادة أخرى في الاهتمام بالقمر في منتصف التسعينيات من القرن الماضي.ثم نشأ في المجتمع العلمي افتراض أنه قد يكون هناك ماء على القمر. منذ وقت ليس ببعيد ، أكد مسبار LRO الأمريكي بجهاز Lend الروسي هذا أخيرًا - يوجد بالفعل ماء على القمر (على شكل جليد في قاع الحفر) وهناك الكثير منه (حتى 600 مليون طن) ، وهذا يحل العديد من المشاكل.
يعد وجود الماء على القمر ذا قيمة خاصة ، حيث يمكنه حل عدد كبير من المشكلات المختلفة التي تنشأ أثناء بناء القواعد القمرية. يقول إيغور ميتروفانوف ، رئيس مختبر التحليل الطيفي لأشعة جاما الفضائية في IKI ، إنه لن يتعين توصيل المياه من الأرض ، بل يمكن معالجتها مباشرة في الموقع. وفقًا لبعض الحسابات ، مع الرغبة والتمويل المناسبين ، يمكن للبشرية الاستقرار على قمرنا الطبيعي الطبيعي في غضون 15 عامًا. علاوة على ذلك ، على الأرجح ، عاش السكان الأوائل للقمر عند قطبيه بالقرب من احتياطيات كبيرة من المياه المكتشفة.
ومع ذلك ، يجب أن تعتاد أشياء كثيرة على القمر بطريقة جديدة - حتى على عملية مثل المشي. من الأسهل بكثير القفز على القمر ، حقيقة أن الجاذبية هنا أقل بست مرات من الجاذبية على الأرض ، في وقت من الأوقات أقنعها نيل أرمسترونج ، عندما خطا قبل 40 عامًا لأول مرة على سطح هذا الجسم السماوي. في الوقت نفسه ، فإن العدو الرئيسي للإنسان على القمر هو الإشعاع حاليًا ، ولا توجد خيارات كثيرة للخلاص منها. وفقًا لـ Lev Zeleny ، مدير معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، لا يوجد مجال مغناطيسي على قمرنا الصناعي الطبيعي. تصل كل الإشعاعات القادمة من الشمس إلى القمر ومن الصعب جدًا حماية نفسك منه.
في الوقت نفسه ، يعتقد زيليني أن حقيقة أن القمر يجب أن يصبح الخطوة الأولى للتقدم البشري في الفضاء هي حقيقة لا جدال فيها. ووفقًا له ، يمكن أن يصبح القمر قاعدة شحن للإطلاق إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي. سيكون من الممكن أيضًا وضع محطة إنذار مبكر حول اقتراب الأجسام الفضائية الخطرة من الأرض: المذنبات والكويكبات ، وهو أمر مهم للغاية في ضوء الأحداث الأخيرة. ومع ذلك ، فإن أهم شيء هو الهليوم 3 ، الذي ربما يكون وقود الفضاء في المستقبل. من الصعب تصديق ذلك ، لكن الغبار الرمادي الغامق ، المبطن بسطح القمر بالكامل ، هو مخزن لهذه المادة الفريدة.
النفط والغاز على الكوكب لا يدومان إلى الأبد. وفقًا لعدد من الخبراء ، ستعيش البشرية على هذه الموارد لمدة 40 عامًا تقريبًا دون أي مشاكل خاصة. اليوم ، محطات الطاقة النووية هي البديل الوحيد ، لكن هذا ليس آمنًا جدًا بسبب الإشعاع. في الوقت نفسه ، يكون التفاعل النووي الحراري الذي يتضمن الهيليوم 3 صديقًا للبيئة. وفقًا للعلماء ، لم يتم اختراع شيء أفضل حتى الآن وهناك سببان على الأقل لذلك. أولاً ، إنه وقود نووي حراري فعال للغاية ، وثانيًا ، وهو أكثر قيمة ، إنه صديق للبيئة ، كما يشير إريك جاليموف ، مدير معهد الجيوكيمياء والكيمياء التحليلية المسمى على اسم ف. في و. فيرنادسكي.
وفقًا لتقديرات فلاديسلاف شيفتشينكو ، رئيس قسم أبحاث القمر والكواكب في المعهد الفلكي الحكومي بجامعة موسكو الحكومية ، فإن احتياطيات الهليوم 3 على القمر الصناعي الطبيعي للأرض ستكون كافية لآلاف السنين. وفقًا للخبراء ، يبلغ الحد الأدنى لحجم الهليوم 3 على القمر حوالي 500 ألف طن ، وفقًا لتقديرات أكثر تفاؤلاً ، فهو لا يقل عن 10 ملايين طن هناك. أثناء تفاعل الاندماج النووي الحراري ، عندما يدخل 0.67 طن من الديوتيريوم و 1 طن من الهليوم -3 في التفاعل ، يتم إطلاق الطاقة ، وهو ما يعادل طاقة احتراق 15 مليون طن من النفط. وتجدر الإشارة إلى أنه لا يزال من الضروري في الوقت الحاضر دراسة الجدوى الفنية لتنفيذ مثل هذه التفاعلات.
واستخراج هذه المادة على القمر لن يكون سهلا. على الرغم من وجود الهليوم 3 في الطبقة السطحية ، إلا أن تركيزه منخفض جدًا. المشكلة الرئيسية في هذا الوقت هي حقيقة إنتاج الهيليوم من الثرى القمري. يبلغ محتوى الهليوم 3 الذي تتطلبه صناعة الطاقة حوالي 1 جرام لكل 100 طن من تربة القمر. هذا يعني أنه بالنسبة لاستخراج 1 طن من هذا النظير ، لا يقل عن 100 مليون.طن من التربة القمرية.
في هذه الحالة ، يجب فصل الهيليوم -3 عن الهليوم -4 غير الضروري ، والذي يكون تركيزه في الثرى أعلى بثلاثة آلاف مرة. وفقًا لإريك جاليموف ، من أجل استخراج 1 طن من الهليوم 3 على القمر ، سيكون من الضروري ، كما ذكر أعلاه ، معالجة 100 مليون طن من تربة القمر. نحن نتحدث عن قسم من القمر تبلغ مساحته الإجمالية حوالي 20 كيلومترًا مربعًا ، والتي ستحتاج إلى معالجتها حتى عمق 3 أمتار! في الوقت نفسه ، سيكلف إجراء توصيل طن واحد من هذا الوقود إلى الأرض ما لا يقل عن 100 مليون دولار. ولكن في الواقع ، حتى هذه الكمية الكبيرة جدًا لا تمثل سوى 1٪ من تكلفة الطاقة التي يمكن استخلاصها في محطة للطاقة النووية الحرارية من هذه المادة الخام.
وفقًا لتقديرات شيفتشينكو ، فإن تكلفة استخراج طن واحد من الهليوم -3 ، مع مراعاة إنشاء كل البنية التحتية اللازمة لإنتاجه وتسليمه إلى الأرض ، قد تصل إلى مليار دولار. في الوقت نفسه ، سيكلفنا نقل 25 طنًا من الهليوم -3 إلى الأرض 25 مليار دولار ، وهي ليست كمية كبيرة ، مع الأخذ في الاعتبار أن مثل هذا الحجم من الوقود يكفي لتزويد أبناء الأرض بالطاقة لمدة عام كامل. تصبح فوائد حاملة الطاقة هذه واضحة إذا حسبنا أن الولايات المتحدة وحدها تنفق سنويًا حوالي 40 مليار دولار على ناقلات الطاقة.
وفقًا للحسابات التي أجراها رائد الفضاء الأمريكي هاريسون شميت ، فإن استخدام الهليوم 3 في الطاقة الأرضية ، مع مراعاة جميع تكاليف التسليم والإنتاج ، يصبح مربحًا وقابل للتطبيق تجاريًا عندما يتجاوز إنتاج الطاقة النووية الحرارية باستخدام هذه المادة الخام السعة. 5 جيجاوات. في الواقع ، يشير هذا إلى أنه حتى محطة طاقة واحدة تعمل بالوقود القمري ستكون كافية لجعل التوصيل إلى الأرض فعّالًا من حيث التكلفة. وفقًا لتقديرات شميت ، فإن مبلغ التكاليف الأولية حتى في مرحلة البحث سيكون حوالي 15 مليار دولار.
اقترح إريك جاليموف أحد الخيارات الممكنة لاستخراج الهليوم -3. من أجل تنظيم استخراج النظير من سطح القمر ، يقترح تسخين الثرى إلى 700 درجة مئوية. بعد ذلك ، يمكن تسييله وإزالته إلى السطح. من وجهة نظر التقنيات الحديثة ، هذه الإجراءات بسيطة للغاية ومعروفة. يقترح العالم الروسي تسخين المواد الخام في "أفران شمسية" خاصة ، والتي ستركز ضوء الشمس على الثرى باستخدام مرايا مقعرة كبيرة. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن استخراج الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين الموجود فيها من تربة القمر. وهذا يعني أن صناعة القمر لا يمكنها إنتاج المواد الخام لمجمع الطاقة الأرضية فحسب ، بل يمكن أيضًا إنتاج وقود الصواريخ للصواريخ التي تحملها ، وكذلك الهواء والماء للعاملين في المؤسسات القمرية. يجري العمل حاليًا على مشاريع مماثلة في الولايات المتحدة.
لكن هذا ليس كل ما يمكن أن تقدمه لنا التربة القمرية. يحتوي الثرى على نسبة عالية من التيتانيوم ، والذي سيساعد على المدى الطويل على إنشاء عناصر من أجسام الصواريخ والهياكل الصناعية مباشرة على القمر الصناعي الطبيعي للأرض. في هذه الحالة ، لن يتم تسليم القمر سوى العناصر عالية التقنية من الصواريخ وأجهزة الكمبيوتر والأدوات. وهذا يمكن أن يفتح اتجاهًا واعدًا ثانٍ للاقتصاد القمري بأكمله - بناء أكثر ميناء فضائي اقتصاديًا ، قاعدة علمية لدراسة النظام الشمسي بأكمله.
