„Ми живемо у світі дефіциту, коли йдеться про Місяць.“
Перегляд всередині вакуумної камери в Interlune, де гелій був іонізований і прискорений у симулянт місячного ґрунту (реголіту) для імплантації. Джерело: Interlune
Сонце під час своїх ядерних процесів термоядерного синтезу виробляє особливо цікавий ізотоп гелію, відомий як гелій-3. Частина цього гелію-3 виривається з гравітаційного поля Сонця як сонячний вітер — потік заряджених частинок, що поширюється Сонячною системою.
Протягом мільярдів років цей вітер бомбардував усі об’єкти поблизу Сонця, включно із Земним Місяцем. Не маючи магнітного поля чи атмосфери, поверхня Місяця не має бар’єру, який би зупиняв постійний потік цього вітру.
Це означає, що гелій-3 тривалий час бомбардував місячний ґрунт, або реголіт. Ці іони гелію проникають лише неглибоко в окремі зерна цього ґрунту, але періодично метеорити вдаряли по місячній поверхні, перемішуючи ґрунт і змішуючи частину гелію-3 трохи нижче поверхні.
Концентрації гелію-3 не надто високі, можливо, лише 10–20 частин на мільярд у деяких ґрунтах, багатих на титан, які краще утримують іони гелію. Але на Місяці вони набагато вищі, ніж на Землі, яка значною мірою захищена від сонячного вітру.
Чи можна видобувати гелій-3?
Присутність гелію-3 на Місяці давно викликає захоплення у деяких вчених та інженерів на Землі, зокрема геолога та астронавта місії Apollo 17 Гаррісона „Джека“ Шмітта. У довгостроковій перспективі, на їхню думку, гелій-3 міг би забезпечувати енергію через реакцію синтезу. Але в найближчій перспективі існують більш практичні застосування, такі як охолодження матеріалів до наднизьких температур, медичні дослідження та виявлення нейтронів. Це робить гелій-3 одним із небагатьох відомих на Місяці матеріалів, який можна було б видобувати там і повертати на Землю з прибутком.
З цієї причини кілька компаній, зокрема розташована в Сіетлі фірма Interlune, виявили інтерес до потенційного видобутку гелію-3 на Місяці. Але перш ніж будь-яка компанія зможе відправити на Місяць повномасштабний екстрактор, щоб спробувати просіяти реголіт і зібрати гелій-3, хтось, імовірно, повинен спробувати визначити, чи це фізично можливо.
Але де взяти кілька кілограмів місячних порід для експериментів? Єдиний великий сховище місячного реголіту на Землі, Космічний центр Джонсона, навряд чи надасть комерційним компаніям таку кількість матеріалу (у центрі NASA зберігається трохи більше 300 кг незайманого матеріалу, зібраного під час програми Apollo) для експериментів і, зрештою, ймовірного знищення. І більшість симулянтів місячного матеріалу точні в геологічних характеристиках, щоб імітувати місячну поверхню та її пил, а не точний хімічний склад.
„Ми живемо у світі дефіциту, коли йдеться про Місяць“, — розповів Роб Мейерсон, генеральний директор Interlune, виданню Ars. „Ми мали дуже мало часу для роботи на Місяці. У нас дуже мало матеріалів для вивчення. У нас дуже мало даних.“
Створення кращого симулянта
Тому наукова команда Interlune під керівництвом планетолога Елізабет Франк вирішила проявити креативність. У вакуумній камері в офісі компанії іонізований гелій прискорювали у місячний реголіт. Цей процес імітував сонячний вітер, забезпечуючи еквівалентне опромінення іонами гелію зі значно вищою швидкістю. Протягом чотирьох годин 15 000 років сонячного вітру було імплантовано в місячний реголіт.
Потім вчені компанії нагрівали цей матеріал і спостерігали за розкладанням мінералів за допомогою процесу, відомого як піроліз. Гелій, імплантований у місячний реголіт, виділявся при тих самих температурах, при яких, як спостерігали вчені, гелій-3 виділявся з порід, повернутих астронавтами Apollo. Це дало впевненість у тому, що симулянт точно відтворює місячні умови.
Interlune планує використовувати свій новий симулянт для тестування обладнання, яке вона розробляє для видобутку та обробки гелію-3 на Місяці, а також запропонує його для продажу іншим компаніям, що займаються місячним видобутком. Мета компанії, коли вона відправить прототип місії на місячному посадковому модулі пізніше цього десятиліття, — протестувати все на Землі в умовах, подібних до місячних.
„Схожість — це дисципліна“, — сказав Мейерсон. „Ви імітуєте гравітацію, і в минулому ми літали на параболічному літаку, щоб імітувати одну шосту гравітації, і ви хочете тестувати у вакуумі, тому що реголіт тече по-різному у вакуумі, ніж в атмосфері. А тепер ми можемо збігати й симулянт.“
За матеріалами: arstechnica.com