Ásványok a Holdon: elméletek, bányászati projektek, talajösszetétel és a szükséges technológiai fejlettség

2024 Szerző: Henry Conors | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-12 08:33

A Hold a Föld természetes műholdja. Fél évszázaddal ezelőtt tette fel az ember a lábát a felszínére. Azóta valódi lehetőségek jelentek meg az égi objektum felszínének és belsejének közvetlen tudományos vizsgálatára. Vannak ásványok a Holdon? Mik ezek az erőforrások, és kibányászhatók-e? Ezekre a kérdésekre választ talál cikkünkben.

A Hold és belső szerkezete

Bolygónknak egyetlen természetes műholdja van: a Hold. Ez a Naphoz legközelebbi műhold az egész Naprendszerben. A Hold 384 000 kilométerre van a Földtől. Egyenlítői sugara 1738 km, ami nagyjából megfelel a Föld 0,27 sugarának.

Mielőtt a Hold ásványairól beszélne, a lehető legrészletesebben írja le ennek az égitestnek a belső szerkezetét. Mit tudnak tehát a mai tudósok?

A Földhöz hasonlóan a Hold is magból, köpenyből és külső kéregből áll. A holdmag viszonylag kicsi (mindössze 350 km átmérőjű). Sok folyékony vasat tartalmaz, nikkel-, kén- és néhány egyéb elem szennyeződései is vannak. A mag körül egy részben megolvadt anyagréteg található, amely a magma körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtti kristályosodása során keletkezett (röviddel maga a Hold kialakulása után).

A holdkéreg vastagsága 10 és 105 kilométer között változik. Sőt, vastagsága észrevehetően kisebb a műholdnak a Föld felé néző oldalán. Globálisan két zóna különböztethető meg a Hold domborművében: hegyvidéki kontinentális és süllyesztett - az úgynevezett holdtengerek. Ez utóbbiak nem mások, mint hatalmas kráterek, amelyek a Hold felszínének aszteroidák és meteorok általi bombázása következtében keletkeztek.

A Hold felszíne

Már megszoktuk, hogy a lábunk alatt több méteres üledékes kőzetréteg - mészkövek, homokkövek, agyagok - van. De a hold nem a föld. Itt minden másképp van elrendezve, és egyszerűen nincsenek üledékes eredetű kőzetek, és nem is lehetnek. Műholdunk teljes felületét regolit vagy „holdtalaj” borítja. Ez finom törmelékanyag és finom por keveréke, amely állandó meteoritbombázás eredményeként keletkezik.

A Hold regolit rétegének vastagsága elérheti a több tíz métert is. És a felszín egyes részein nem haladja meg a két centimétert. Kívülről ez a réteg egy szürkésbarna portakaróra hasonlít. Mellesleg magamatA "regolit" kifejezés két görög szóból származik: "lithos" (kő) és "rheos" (takaró). Érdekes módon a regolit illata az égetett kávéra emlékeztette az űrhajósokat.

Megjegyzendő, hogy egy kilogramm anyag Holdról történő szállításának költségét körülbelül 40 ezer dollárra becsülik. Ennek ellenére az amerikaiak összesen már több mint 300 kilogramm regolitot szállítottak a Földre a műhold felszínének különböző részeiről. Ez lehetővé tette a tudósok számára a Hold talajának alapos elemzését.

Mint kiderült, a regolit laza és meglehetősen heterogén. Ugyanakkor jól összetapad csomókká, ami az oxidfilm hiányával magyarázható. A regolit felső rétegében (60 cm-nél nem mélyebben) az egy milliméteres méretű részecskék dominálnak. A Hold talaja teljesen kiszáradt. Alapja baz altok és plagioklászok, amelyek összetételükben szinte hasonlóak a Földéhez.

Szóval, vannak ásványok a Holdon a regolit réteg alatt? Erről később cikkünkben többet is megtudhat.

Ásványok a Holdon: teljes lista

Ne felejtsd el, hogy a Föld és a Hold valójában féltestvérek. Ezért nem valószínű, hogy egyetlen műholdunk belei ásványi anyagokat rejtenek. De mégis milyen ásványok vannak a Holdon? Találjuk ki.

Olaj, szén, földgáz… Ezek az ásványkincsek nem léteznek és nem is létezhetnek a Holdon, mert mind biogén eredetűek. Mivel műholdunkon sem légkör, sem szerves élet nincs, kialakulásukegyszerűen lehetetlen.

A Hold belsejében azonban különféle fémek lapulnak. Különösen a vas, alumínium, titán, tórium, króm, magnézium. A holdregolit összetétele káliumot, nátriumot, szilíciumot és foszfort is tartalmaz. Az 1998-ban elindított Lunar Prospector automatikus bolygóközi állomás segítségével egy-egy fém Hold felszínén való elhelyezkedését is meg lehetett határozni. Így például a tórium holdon való eloszlásának térképe így néz ki:

Általában minden holdkőzet és ásvány három csoportra osztható:

Holdtengerek baz altjai (piroxén, plagioklász, ilmenit, olivin).
KREEP-kőzetek (kálium, foszfor, ritkaföldfém elemek).
ANT-kőzetek (norit, troktolit, anortozit).

Többek között jelentős vízkészleteket fedeztek fel jég formájában a Holdon (összesen kb. 1,6 milliárd tonnát).

Hélium-3

Talán a legfontosabb és legígéretesebb a Holdon található kövületek fejlődése szempontjából a hélium-3 izotóp. A földlakók lehetséges termonukleáris üzemanyagnak tartják. Így Garrison Schmidt amerikai űrhajós szerint a hélium ezen könnyű izotópjának kinyerése a közeljövőben képes lesz megoldani a Föld energiaválságának problémáját.

A hélium-3-at gyakran „a jövő üzemanyagaként” emlegetik tudományos körökben. A Földön rendkívül ritka. Ennek az izotópnak az összes tartalékát bolygónkon a tudósok legfeljebb egy tonnára becsülik. Ez alapján egy gramm anyag ára ezer dollárnak felel meg. Azonban egy grammA hélium-3 akár 15 tonna olajat is képes helyettesíteni.

Érdemes megjegyezni, hogy nem lesz könnyű megállapítani a hélium-3 kinyerésének folyamatát a Hold felszínén. Az a baj, hogy egy tonna regolit mindössze 10 mg értékes üzemanyagot tartalmaz. Vagyis ahhoz, hogy ezt az erőforrást műholdunk felszínén fejlesszük, valódi bányászati és feldolgozó komplexumot kell építeni. Nyilvánvaló, hogy ez a következő évtizedekben nem valósítható meg.

Holdbányászati projektek

Az emberiség már komolyan gondolkodik a Hold gyarmatosításán, ásványkincseinek fejlesztésén. Az elméleti bányászat a Holdon teljesen lehetséges. De a gyakorlatban ezt nagyon nehéz megvalósítani. Ehhez ugyanis műholdunk felszínén megfelelő ipari infrastruktúrát kell létrehozni. Ráadásul mindent, amire szüksége van, a Földről kell hozni – anyagokat, vizet, üzemanyagot, felszerelést stb.

Bizonyos projektek azonban már fejlesztés alatt állnak. Így az amerikai SEC cég azt tervezi, hogy komolyan foglalkozik a holdjég kitermelésével és az arra épülő űrhajók üzemanyag-gyártásával. Ehhez a tervek szerint robotokat és élő embereket is alkalmaznak majd. 2017 végén a NASA bejelentette, hogy elfogadja azokat a pályázatokat, amelyek technológiai javaslatokat tartalmaznak az űrobjektumokból származó erőforrások kinyerésére. Az osztály szakemberei remélik, hogy 2025-re a bányászat valósággá válik.

Kínát azonban komolyan érdeklik a holdkéregben található ritkaföldfémek. Tanulni és elsajátítaniEbből az erőforrásból az ország egy speciális kutatóbázis létrehozását tervezi a Holdon. Az Orosz Föderáció nem marad el a vezető űrhatalmak mögött. 2025-re a Roscosmos egy sor robot létrehozását tervezi a Holdon való bányászathoz.

Befejezésül…

A Holdon nincsenek ásványok, mint olyanok. Legalábbis ennek a kifejezésnek a mi, földi megértésében. Ennek ellenére számos fémet találtak a holdkéregben, különösen a regolitban. Ezek közé tartozik a vas, alumínium, titán, tórium, króm, magnézium és mások. Az ásványkincsek kitermelése a Hold felszínén elméletileg lehetséges, de gyakorlatilag még nem kivitelezhető.