Une poignée de terre, qui a été ramassée sur la crête du cratère lunaire Camelot, a glissé d'une cuillère ordinaire dans un sac spécial en téflon et, avec l'équipe d'Apollo 17, est allée sur Terre. Ce jour-là, le 13 décembre 1972, peu auraient pu imaginer qu'un échantillon de sol lunaire numéroté 75501, ainsi que des échantillons de sol livrés par Apollo 11 et un certain nombre d'autres expéditions, dont la station de recherche soviétique Luna 16, serviraient de base argument de poids pour que l'humanité décide de retourner sur la Lune au 21ème siècle. Cela n'a été réalisé que 30 ans plus tard, lorsque de jeunes scientifiques de l'Université du Wisconsin ont découvert une teneur importante en hélium-3 dans un échantillon de sol lunaire. Cette substance très intéressante est un isotope du gaz bien connu - l'hélium, qui est utilisé pour remplir des ballons colorés pendant les vacances.
Même avant les missions lunaires de l'URSS et des États-Unis, une petite quantité d'hélium-3 a été trouvée sur notre planète, alors ce fait intéresse déjà la communauté scientifique. L'hélium-3, qui a une structure intra-atomique unique, promettait des perspectives fantastiques aux scientifiques. Si nous parvenons à utiliser l'hélium-3 dans une réaction de fusion nucléaire, il sera possible d'obtenir une quantité colossale d'électricité sans se noyer dans les déchets radioactifs dangereux produits dans les centrales nucléaires indépendamment de notre désir. L'extraction d'hélium-3 sur la Lune et sa livraison ultérieure sur Terre ne sont pas une tâche facile, mais en même temps, ceux qui s'impliquent dans cette aventure peuvent devenir propriétaires d'une récompense époustouflante. L'hélium-3 est la substance qui peut à jamais débarrasser le monde de la "toxicomanie" - combustible fossile, aiguille d'huile.
Sur Terre, l'hélium-3 fait cruellement défaut. Une énorme quantité d'hélium provient du soleil, mais une petite fraction est de l'hélium-3, et la majeure partie est l'hélium-4 beaucoup plus courant. Alors que ces isotopes se déplacent dans le cadre du « vent solaire » vers la Terre, les deux isotopes subissent des changements. L'hélium-3, si précieux pour les terriens, n'atteint pas notre planète, car il est rejeté par le champ magnétique terrestre. Dans le même temps, il n'y a pas de champ magnétique sur la Lune, et ici l'hélium-3 peut s'accumuler librement dans la couche superficielle du sol.
De nos jours, les scientifiques considèrent notre satellite naturel non seulement comme un observatoire astronomique naturel et une source de ressources énergétiques, mais aussi comme un futur continent de réserve pour les terriens. De plus, c'est précisément la source inépuisable de carburant spatial qui est la plus attractive et la plus prometteuse. Un nouveau continent possible pour les terriens est situé à une distance de seulement 380 000 kilomètres de notre planète; en cas de catastrophe mondiale sur Terre, il pourrait bien y avoir un abri pour les gens ici. Depuis la Lune, vous pouvez observer d'autres objets célestes sans trop d'interférences, comme sur Terre, cela est dans une certaine mesure perturbé par l'atmosphère. Mais l'essentiel, ce sont les réserves d'énergie inépuisables, qui, selon les scientifiques, suffiraient à l'humanité pendant 15 000 ans. De plus, la lune possède des réserves de métaux rares: titane, baryum, aluminium, zirconium, et ce n'est pas tout, disent les scientifiques. Aujourd'hui, l'humanité n'est qu'au tout début de la voie du développement de la Lune.
À l'heure actuelle, la Chine, l'Inde, les États-Unis, la Russie, le Japon - tous ces États sont alignés sur la lune et ces pays deviennent de plus en plus nombreux. Un autre regain d'intérêt pour la Lune est apparu au milieu des années 90 du siècle dernier. Ensuite, dans la communauté scientifique, l'hypothèse est apparue qu'il pourrait y avoir de l'eau sur la lune. Il n'y a pas si longtemps, la sonde américaine LRO avec le dispositif russe Lend l'a finalement confirmé - il y a vraiment de l'eau sur la Lune (sous forme de glace au fond des cratères) et il y en a beaucoup (jusqu'à 600 millions de tonnes), et cela résout de nombreux problèmes.
La présence d'eau sur la Lune est particulièrement précieuse, car elle peut résoudre un grand nombre de problèmes différents qui surviennent lors de la construction de bases lunaires. L'eau n'aura pas à être livrée depuis la Terre, elle pourra être traitée directement sur place, précise Igor Mitrofanov, responsable du laboratoire de spectroscopie gamma spatiale à l'IKI. Selon certains calculs, avec un désir et un financement appropriés, l'humanité pourrait s'installer sur notre satellite naturel dans 15 ans. De plus, très probablement, les premiers habitants de la lune auraient vécu à ses pôles à proximité de grandes réserves d'eau découvertes.
Cependant, beaucoup de choses sur la lune devraient s'habituer d'une nouvelle manière - même à un processus tel que la marche. Il est beaucoup plus facile de sauter sur la Lune, le fait que la gravité ici est 6 fois inférieure à celle de la Terre, à un moment donné, a été convaincu par Neil Armstrong, lorsqu'il y a 40 ans, il a marché pour la première fois à la surface de ce corps céleste. Dans le même temps, le principal ennemi de l'homme sur la lune est actuellement le rayonnement, il n'y a pas tellement d'options pour le salut. Selon Lev Zeleny, directeur de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, il n'y a pas de champ magnétique sur notre satellite naturel. Tout le rayonnement du Soleil arrive à la Lune et il est assez difficile de s'en protéger.
Dans le même temps, le fait que la lune devienne la première étape du progrès humain dans l'espace est un fait incontestable, estime Zeleny Lev. Selon lui, la Lune peut devenir une base de transbordement pour des lancements vers d'autres planètes du système solaire. Il sera également possible de placer une station d'alerte précoce sur l'approche d'objets spatiaux dangereux vers la Terre: comètes et astéroïdes, ce qui est assez important à la lumière des événements récents. La chose la plus importante, cependant, est l'hélium-3, peut-être le carburant spatial du futur. C'est difficile à croire, mais la poussière gris foncé, qui recouvre toute la surface de la Lune, est un entrepôt de cette substance unique.
Le pétrole et le gaz sur la planète ne durent pas éternellement. Selon un certain nombre d'experts, l'humanité vivra de ces ressources pendant environ 40 ans sans aucun problème particulier. Aujourd'hui, les centrales nucléaires sont la seule alternative, mais ce n'est pas si sûr en raison des radiations. Dans le même temps, une réaction thermonucléaire impliquant l'hélium-3 est respectueuse de l'environnement. Selon les scientifiques, rien de mieux n'a encore été inventé et il y a au moins 2 raisons à cela. D'une part, c'est un combustible thermonucléaire très efficace, et d'autre part, ce qui est encore plus précieux, il est respectueux de l'environnement, note Erik Galimov, directeur de l'Institut de géochimie et de chimie analytique du nom de V. I. DANS ET. Vernadski.
Selon les estimations de Vladislav Shevchenko, chef du département de recherche lunaire et planétaire à l'Institut d'État d'astronomie de l'Université d'État de Moscou, les réserves d'hélium-3 sur le satellite naturel de la Terre seront suffisantes pour des milliers d'années. Selon les experts, le volume minimum d'hélium-3 sur la Lune est d'environ 500 000 tonnes, selon des estimations plus optimistes, il y est d'au moins 10 millions de tonnes. Lors de la réaction de fusion thermonucléaire, lorsque 0,67 tonne de deutérium et 1 tonne d'hélium-3 entrent en réaction, de l'énergie est libérée, ce qui équivaut à l'énergie de combustion de 15 millions de tonnes de pétrole. Il est à noter qu'à l'heure actuelle, il est encore nécessaire d'étudier la faisabilité technique de la réalisation de telles réactions.
Et l'extraction de cette substance sur la lune ne sera pas facile. Bien que l'hélium-3 soit localisé dans la couche superficielle, sa concentration est très faible. Le principal problème à ce stade est la réalité de la production d'hélium à partir du régolithe lunaire. La teneur en hélium-3 requise par l'industrie électrique est d'environ 1 gramme pour 100 tonnes de sol lunaire. Cela signifie que pour l'extraction de 1 tonne de cet isotope, au moins 100 millions.tonnes de sol lunaire.
Dans ce cas, l'hélium-3 devra être séparé de l'hélium-4 inutile, dont la concentration dans le régolithe est 3 000 fois plus élevée. Selon Erik Galimov, pour extraire 1 tonne d'hélium-3 sur la Lune, il faudra, comme évoqué plus haut, traiter 100 millions de tonnes de sol lunaire. Nous parlons d'une section de la Lune d'une superficie totale d'environ 20 kilomètres carrés, qui devra être traitée à une profondeur de 3 mètres ! Dans le même temps, la procédure même de livraison d'une tonne de ce carburant sur Terre coûtera au moins 100 millions de dollars. Mais en fait, même cette très grande quantité ne représente que 1% du coût de l'énergie qui peut être extraite dans une centrale thermonucléaire de cette matière première.
Selon les estimations de Shevchenko, le coût d'extraction de 1 tonne d'hélium-3, compte tenu de la création de toutes les infrastructures nécessaires à sa production et à sa livraison sur Terre, pourrait s'élever à 1 milliard de dollars. Dans le même temps, le transport de 25 tonnes d'hélium-3 vers la Terre nous coûtera 25 milliards de dollars, ce qui n'est pas une somme si importante, étant donné qu'une telle échelle de carburant suffit à fournir de l'énergie aux terriens pendant une année entière. Les avantages d'un tel vecteur énergétique deviennent évidents si l'on calcule que les États-Unis à eux seuls dépensent chaque année environ 40 milliards de dollars en vecteurs énergétiques.
Selon les calculs de l'astronaute américain Harrison Schmitt, l'utilisation de l'hélium-3 dans l'énergie terrestre, compte tenu de tous les coûts de livraison et de production, devient rentable et commercialement viable lorsque la production d'énergie thermonucléaire à partir de cette matière première dépasse la capacité de 5 GW. En fait, cela suggère que même une seule centrale électrique fonctionnant au carburant lunaire suffira à rendre la livraison sur Terre rentable. Selon les estimations de Schmitt, le montant des coûts préliminaires, même au stade de la recherche, sera d'environ 15 milliards de dollars.
Une des options possibles pour l'extraction de l'hélium-3 a été proposée par Eric Galimov. Afin d'organiser l'extraction de l'isotope de la surface lunaire, il propose de chauffer le régolithe à 700 degrés Celsius. Après cela, il peut être liquéfié et retiré à la surface. Du point de vue des technologies modernes, ces procédures sont assez simples et bien connues. Le scientifique russe propose de chauffer les matières premières dans des "fours solaires" spéciaux, qui concentreront la lumière du soleil sur le régolithe à l'aide de grands miroirs concaves. Dans ce cas, du sol lunaire, il sera possible d'extraire l'oxygène, l'hydrogène et l'azote qu'il contient. Cela signifie que l'industrie lunaire pourrait produire non seulement des matières premières pour le complexe énergétique terrestre, mais aussi du carburant pour les fusées qui le transportent, ainsi que de l'air et de l'eau pour les personnes travaillant dans les entreprises lunaires. Des projets similaires sont actuellement en cours d'élaboration aux États-Unis.
Mais ce n'est pas tout ce que le sol lunaire peut nous donner. Le régolithe contient une forte teneur en titane, ce qui à terme permettra d'établir la production d'éléments de corps de fusée et de structures industrielles directement sur le satellite naturel de la Terre. Dans ce cas, seuls des éléments de haute technologie de fusées, d'ordinateurs et d'instruments devront être livrés sur la Lune. Et cela pourrait ouvrir une deuxième voie prometteuse pour l'ensemble de l'économie lunaire - la construction du port spatial le plus économique, une base scientifique pour l'étude de l'ensemble du système solaire.
