Mineraalit kuussa: teoriat, kaivosprojektit, maaperän koostumus ja vaadittu teknologinen kehitystaso

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 07:02

Kuu on Maan luonnollinen satelliitti. Puoli vuosisataa sitten ihminen astui ensimmäisen kerran sen pinnalle. Siitä lähtien on ilmaantunut todellisia mahdollisuuksia suorille tieteellisille tutkimuksille tämän taivaankappaleen pinnasta ja sisätiloista. Onko kuussa mineraaleja? Mitä nämä luonnonvarat ovat, ja voidaanko niitä louhia? Löydät vastaukset näihin kysymyksiin artikkelistamme.

Kuu ja sen sisäinen rakenne

Planeetallamme on vain yksi luonnollinen satelliitti - Kuu. Se on aurinkoa lähinnä oleva satelliitti koko aurinkokunnassa. Kuu on 384 000 kilometrin etäisyydellä Maasta. Sen päiväntasaajan säde on 1 738 km, mikä vastaa karkeasti 0,27 Maan sädettä.

Ennen kuin puhut Kuun mineraaleista, sinun tulee kuvata tämän taivaankappaleen sisäinen rakenne mahdollisimman yksityiskohtaisesti. Mitä tiedemiehet tietävät nykyään?

Kuu planeetta Maa koostuu ytimestä, vaipasta ja ulkokuoresta. Kuun ydin on suhteellisen pieni (halkaisij altaan vain 350 km). Se sisältää paljon nestemäistä rautaa, siinä on myös nikkelin, rikin ja joidenkin muiden alkuaineiden epäpuhtauksia. Ytimen ympärillä on kerros osittain sulaa materiaalia, joka syntyi magman kiteytymisestä noin 4 miljardia vuotta sitten (pian itse Kuun muodostumisen jälkeen).

Kuunkuoren paksuus vaihtelee 10 ja 105 kilometrin välillä. Lisäksi sen paksuus on huomattavasti pienempi satelliitin Maata kohti päin olevalla puolella. Maailmanlaajuisesti kuun kohokuviossa voidaan erottaa kaksi vyöhykettä: vuoristoinen manner ja matala - niin sanotut kuun meret. Jälkimmäiset ovat vain v altavia kraattereita, jotka muodostuivat asteroidien ja meteorien pommitusten seurauksena Kuun pintaa vastaan.

Kuun pinta

Olemme jo tottuneet ymmärtämään, että jalkojemme alla on monimetrinen kerros sedimenttikiviä - kalkkikiviä, hiekkakiviä, savea. Mutta kuu ei ole maa. Täällä kaikki on järjestetty eri tavalla, eikä sedimenttistä alkuperää olevia kiviä yksinkertaisesti ole eikä niitä voi olla. Satelliittimme koko pinta on peitetty regolitilla tai "kuun maaperällä". Tämä on sekoitus hienojakoista materiaalia ja hienoa pölyä, joka muodostuu jatkuvan meteoriittipommituksen seurauksena.

Kuun regoliittikerroksen paksuus voi olla useita kymmeniä metrejä. Ja joillakin pinnan alueilla se ei ylitä kahta senttimetriä. Ulkoisesti tämä kerros muistuttaa harmaanruskeaa pölyhuopaa. Muuten itseniTermi "regolith" tulee kahdesta kreikan sanasta: "lithos" (kivi) ja "rheos" (peitto). Kummallista kyllä, regolitin tuoksu muistutti astronauteja poltetusta kahvista.

On huomattava, että yhden kilogramman aineen kuljetuksen Kuusta hinnaksi on arvioitu noin 40 tuhatta dollaria. Siitä huolimatta amerikkalaiset ovat yhteensä jo toimittaneet yli 300 kiloa regoliittia Maahan satelliitin pinnan eri osista. Tämä antoi tutkijoille mahdollisuuden suorittaa perusteellisen analyysin kuun maaperästä.

Kuten kävi ilmi, regoliitti on löysä ja melko heterogeeninen. Samalla se tarttuu hyvin kokkareiksi, mikä selittyy oksidikalvon puuttumisella. Regolitin ylemmässä kerroksessa (enintään 60 cm syvemmällä) hallitsevat jopa yhden millimetrin kokoiset hiukkaset. Kuun maaperä on täysin kuivattu. Se perustuu bas altteihin ja plagioklaaseihin, jotka ovat koostumukseltaan melkein samanlaisia kuin maan.

Joten, onko Kuussa regoliittikerroksen alla mineraaleja? Saat lisätietoja tästä myöhemmin artikkelissamme.

Mineraalit kuussa: täydellinen luettelo

Älä unohda, että Maa ja Kuu ovat itse asiassa puolisiskoja. Siksi on epätodennäköistä, että ainoan satelliittimme suolet piilottaisivat mineraalituntemuksia. Mutta silti, mitä mineraaleja kuussa on? Selvitetään se.

Öljy, kivihiili, maakaasu… Näitä mineraalivaroja ei ole eikä voi olla Kuussa, koska ne ovat kaikki biogeenistä alkuperää. Koska satelliitissamme ei ole ilmakehää tai orgaanista elämää, niiden muodostuminenyksinkertaisesti mahdotonta.

Kuun suolistossa on kuitenkin erilaisia metalleja. Erityisesti rauta, alumiini, titaani, torium, kromi, magnesium. Kuun regoliitin koostumus sisältää myös kaliumia, natriumia, piitä ja fosforia. Vuonna 1998 lanseeratun automaattisen planeettojenvälisen aseman Lunar Prospector avulla oli myös mahdollista määrittää tietyn metallin sijainti Kuun pinnalla. Joten esimerkiksi kartta toriumin jakautumisesta kuuhun näyttää tältä:

Yleensä kaikki kuun kivet ja mineraalit voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

1. Kuunmeren bas altit (pyrokseeni, plagioklaasi, ilmeniitti, oliviini).
2. KREEP-kivet (kalium, fosfori, harvinaiset maametallit).
3. ANT-kivet (noriitti, troktoliitti, anortosiitti).

Myös muun muassa Kuusta on löydetty merkittäviä vesivarantoja jään muodossa (yhteensä noin 1,6 miljardia tonnia).

Helium-3

Ehkä tärkein ja lupaavin Kuun fossiilien kehityksen kann alta on helium-3-isotooppi. Maan asukkaat pitävät sitä mahdollisena lämpöydinpolttoaineena. Näin ollen amerikkalaisen astronautin Garrison Schmidtin mukaan tämän kevyen heliumin isotoopin uuttaminen lähitulevaisuudessa voi ratkaista maapallon energiakriisin ongelman.

Helium-3:ta kutsutaan usein "tulevaisuuden polttoaineeksi" tiedepiireissä. Maapallolla se on erittäin harvinainen. Kaikki tämän isotoopin varannot planeetallamme ovat tiedemiesten arvioiden mukaan enintään yksi tonni. Tämän perusteella yhden aineen gramman hinta on tuhat dollaria. Yksi gramma kuitenkinhelium-3 voi korvata jopa 15 tonnia öljyä.

On syytä huomata, että ei ole helppoa saada aikaan helium-3:n uuttamisprosessia kuun pinnalle. Ongelmana on, että yksi tonni regoliittia sisältää vain 10 mg arvokasta polttoainetta. Toisin sanoen tämän resurssin kehittämiseksi satelliittimme pinnalle on tarpeen rakentaa todellinen kaivos- ja käsittelykompleksi. Tämä ei tietenkään ole mahdollista tulevina vuosikymmeninä.

Kuun kaivosprojektit

Ihmiskunta harkitsee jo vakavasti kuun kolonisaatiota ja sen mineraalivarojen kehittämistä. Teoreettinen louhinta Kuussa on täysin mahdollista. Mutta käytännössä tämä on erittäin vaikea toteuttaa. Tätä varten satelliittimme pinnalle on todellakin tarpeen luoda sopiva teollinen infrastruktuuri. Lisäksi kaikki tarvitsemasi on tuotava maasta - materiaalit, vesi, polttoaine, laitteet jne.

Tietyt hankkeet ovat kuitenkin jo kehitteillä. Niinpä amerikkalainen yritys SEC aikoo ryhtyä vakavasti kuun jään louhintaan ja siihen perustuvan polttoaineen tuotantoon avaruusaluksille. Tätä varten on tarkoitus käyttää sekä robotteja että eläviä ihmisiä. Vuoden 2017 lopussa NASA ilmoitti hyväksyvänsä hakemukset, joissa oli teknisiä ehdotuksia resurssien poistamiseksi avaruusobjekteista. Osaston asiantuntijat toivovat, että kaivostoiminnasta tulee totta vuoteen 2025 mennessä.

Mutta Kiina on vakavasti kiinnostunut kuunkuoren sisältämistä harvinaisista maametallista. Opiskelemaan ja hallitsemaanmaa aikoo perustaa erityisen tutkimuskeskuksen kuuhun. Venäjän federaatio ei ole jäljessä johtavista avaruusvalloista. Vuoteen 2025 mennessä Roscosmos suunnittelee luovansa sarjan robotteja kuuhun kaivostoimintaa varten.

Lopuksi…

Kussa ei ole mineraaleja sellaisenaan. Ainakin meidän, maallisessa ymmärryksessämme tästä termistä. Siitä huolimatta kuunkuoresta, erityisesti regolitista, on löydetty useita metalleja. Niiden joukossa ovat rauta, alumiini, titaani, torium, kromi, magnesium ja muut. Mineraalivarojen louhinta Kuun pinn alta on teoriassa mahdollista, mutta käytännössä ei vielä mahdollista.