«Ми живемо у світі дефіциту Місяця».
Сонце в процесі своїх ядерних процесів термосинтезу виробляє цікавий ізотоп гелію — гелій-3. Частина цього гелію-3 виривається з гравітаційного поля Сонця як частина сонячного вітру — потоку заряджених частинок, що поширюється Сонячною системою.
Протягом мільярдів років цей вітер бомбардував усі тіла поблизу Сонця, зокрема й Місяць Землі. Не маючи магнітного поля чи атмосфери, поверхня Місяця не має бар’єру, що перешкоджає постійному потоку цього вітру.
Це означає, що гелій-3 тривалий час потрапляв у місячний ґрунт, або реголіт. Ці іони гелію проникають лише неглибоко в окремі зерна цього ґрунту, але періодично метеорити вдарялися об поверхню Місяця, перемішуючи ґрунт і частково змішуючи гелій-3 трохи нижче поверхні.
Концентрація гелію-3 не є надзвичайно високою, можливо, лише 10–20 частин на мільярд у деяких ґрунтах, багатих на титан, які краще утримують іони гелію. Але на Місяці вона набагато вища, ніж на Землі, яка значною мірою захищена від сонячного вітру.
Чи можна насправді видобувати гелій-3?
Наявність гелію-3 на Місяці давно викликає захоплення у деяких вчених та інженерів на Землі, зокрема у геолога та астронавта місії «Аполлон-17» Гаррісона «Джека» Шмітта. У довгостроковій перспективі, на їхню думку, гелій-3 міг би забезпечувати енергією через реакцію термосинтезу. Але в найближчій перспективі існують і більш практичні застосування, такі як охолодження матеріалів до наднизьких температур, медичні дослідження та виявлення нейтронів. Це робить гелій-3 одним із небагатьох відомих матеріалів на Місяці, який можна було б видобувати там і повертати на Землю з прибутком.
З цієї причини декілька компаній, включаючи компанію Interlune зі штаб-квартирою в Сіетлі, виявили інтерес до потенційного видобутку гелію-3 на Місяці. Але перш ніж будь-яка компанія зможе відправити на Місяць повномасштабний екстрактор для спроби просіяти реголіт і зібрати гелій-3, хтось, імовірно, повинен спробувати визначити, чи є це фізично практичним.
Але де взяти кілька кілограмів місячних порід для експериментів? Єдине велике сховище місячного реголіту на Землі, Космічний центр Джонсона, навряд чи надасть комерційним компаніям таку кількість матеріалу (у центрі NASA зберігається трохи більше 300 кг недоторканого матеріалу, зібраного під час програми «Аполлон») для експериментів і, ймовірно, знищення. Більшість імітаторів місячного матеріалу вірні своїм геологічним характеристикам, щоб імітувати місячну поверхню та її пил, а не точний хімічний склад.
«Ми живемо у світі дефіциту Місяця, — сказав Роб Мейерсон, генеральний директор Interlune, виданню Ars. — У нас було дуже мало часу для роботи на Місяці. У нас дуже мало матеріалів для вивчення. У нас дуже мало даних».
Створення кращого імітатора
Тому наукова команда Interlune під керівництвом планетолога Елізабет Френк вирішила проявити винахідливість. У вакуумній камері в офісі компанії іонізований гелій був прискорений до місячного реголіту. Цей процес імітував сонячний вітер, забезпечуючи еквівалентне опромінення іонами гелію зі значно вищою швидкістю. Протягом чотирьох годин у місячний реголіт було імплантовано 15 000 років сонячного вітру.
Потім вчені компанії нагріли цей матеріал і спостерігали за розкладанням мінералів за допомогою процесу, відомого як піроліз. Гелій, імплантований у місячний реголіт, виділявся за тих самих температур, при яких вчені спостерігали вивільнення гелію-3 з гірських порід, доставлених астронавтами «Аполлона». Це додало впевненості в тому, що імітатор точно відтворює місячні умови.
Interlune планує використовувати свій новий імітатор для тестування обладнання, яке розробляє для видобутку та переробки гелію-3 на Місяці, а також запропонує його на продаж іншим компаніям, що займаються місячним видобутком. Мета — коли компанія відправить прототип місії на місячному посадковому модулі пізніше цього десятиліття — протестувати все на Землі в умовах, подібних до місячних.
«Подібність — це дисципліна, — сказав Мейерсон. — Ви моделюєте гравітацію, і раніше ми літали на параболічному літаку, щоб імітувати одну шосту гравітації, і ви хочете тестувати у вакуумі, тому що реголіт поводиться у вакуумі інакше, ніж в атмосфері. І тепер ми можемо також відтворити схожість імітатора».
За даними порталу: arstechnica.com