(сборник статей, посвящённых 50-летнему юбилею Первого искусственного спутника Земли, Москва, 2007)
Эрик Михайлович Галимов
(Директор института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Российской академии наук)
КРУПНЕЙШАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ ЗАДАЧА XXI ВЕКА
(отрывки из статьи)
Ну, что... Человечеству, как всегда, срочно требуются гениальные инженеры!Бывают времена и даже дни, когда человечество не просто совершает заметный шаг вперёд, а изменяет траекторию своего развития. Прямолинейный прогноз тогда оказывается гораздо беднее будущей реальности. Таким был день 4 октября 1957 года - день запуска Первого искусственного спутника Земли. Он был встречен с ликованием как свидетельство нашей силы и технических возможностей, как шаг в борьбе за мировое лидерство. Но мало кто тогда предвидел, что освоение космоса изменит сам образ жизни. Сегодня простой обыватель, не утруждающий себя знанием технических подробностей, использует в быту мобильный телефон, глобальную систему ориентирования, спутниковое телевидение.
(...)
Когда мы говорим об освоении Луны и её ресурсов, надо понимать, что за одним исключением, нет полезных ископаемых, вообще ни одного вещества, которое было бы экономически выгодно привозить с Луны на Землю. Исключение - изотоп гелия, гелий-3.
Как известно, уппавляемый термоядерный синтез в промышленных масштабах пока не осуществлён, хотя работы в этом направлении уже выходят в практическую плоскость.Во Франции начинается строительство Международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР, который сможет поставлять энергию термоядерного синтеза. используется реакция дейтерия с тритием:
D + T = n + (4)He + 17.59 МэВ.
Реакция дейтерия с гелием-3: D + (3)He = p + (4) He + 18.35 МэВ требует для зажигания плазмы в три раза более высоких температур, чем реакция дейтерия с тритием. При этом запасы дейтерия на Земле безграничны, а гелий-3 практически отсутствует. Поэтому реакция с ним казалась бесперспективной.
Однако эта реакция имеет одно уникалньое свойство: в отричие от большинства ядернах реакций она идёт с выделением протонов, а не нейтронов. Нейтроны глубоко проникают в конструкционные материалы, делают их радиоактивными и разрушают их. Поэтому каждые несколько лет приходится заменять конструкции и проводить захоронения рпдиоактивных отходов. Протоны же не проникают глубоко в материалы и не "наводят" радиоактивности. Поэтому материалы могут служить десятилетиями и почти не возникает проблемы радиоактивных отходов.
(...)
Идеальным решением [проблемы энергетического кризиса] было бы освоение (...) тервоядерного синтеза, основанного на реакции с гелием-3. Но сырьё для этого есть только на Луне.
Запасы гелия-3 на Луне - около 1 млн тонн. Их хватит более, чем на 1000 лет. Энергетическая эффективность этого топлива также грандиозна: 1 т гелия-3 заменяет 20 млн т нефти. Чтобы обеспечить потребность всего человечества, понадобится 200 т гелия-3 в год (...)
Но содержание гелия-3 в лунном реголите очень мало, всего около 10 мг/т. Это означает, что ежегодно придётся вскрывать порядка 20 млрд т реголита, что эквивалентно площади 30Х100 км при мощности реголита 3 м.
(...)
Наличие гелия-3 на Луне - подарок природы. Приведу такое наглядное сравнение. (...) Можно сказать: 10 мг гелия-3, содержащиеся в 1т лунного реголита, соответствуют приблизительно энерговыделению 1 т нефти. Можно сказать, что поверхность Луны покрыта океаном нефти. Но использовать эту "нефть" было бы практически невозможно. Мы не можем перевозить с Луны сотни миллионов тонн груза. Однако, представим, что является гениальный инженер и говорит: я знаю, как превратить 20 млн т грунта в 1 т вещества, это количество перевезти с Луны не представляет труда. (...) ведь это и есть концепция (...) получения энергии, эквивалентной современным ресурсам углеводородного сырья на Земле.
(...)(...)(...)
Необходимо менять традиционное мышление, рассматривающее Луну как удалённый космический объект. Луна должна быть включена в хозяйственный оборот Земли. Это - не мечты, а неизбежная и насущная хозяйственная задача, которая должна быть решена до конца этого столетия.