مواد معدنی روی ماه: نظریه ها، پروژه های معدن، ترکیب خاک و سطح مورد نیاز توسعه فناوری

2024 نویسنده: Henry Conors | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-12 06:42

ماه یک ماهواره طبیعی زمین است. نیم قرن پیش، انسان برای اولین بار پا بر روی سطح آن گذاشت. از آن زمان، فرصت های واقعی برای مطالعات علمی مستقیم سطح و درون این جرم آسمانی پدیدار شد. آیا مواد معدنی در ماه وجود دارد؟ این منابع چیست و آیا می توان آنها را استخراج کرد؟ پاسخ این سوالات را در مقاله ما خواهید یافت.

ماه و ساختار درونی آن

سیاره ما فقط یک ماهواره طبیعی دارد - ماه. این نزدیکترین ماهواره به خورشید در کل منظومه شمسی است. ماه در فاصله 384000 کیلومتری زمین قرار دارد. شعاع استوایی آن 1738 کیلومتر است که تقریباً برابر با 0.27 شعاع زمین است.

قبل از صحبت در مورد مواد معدنی در ماه، باید ساختار درونی این جرم آسمانی را تا حد امکان با جزئیات شرح دهید. پس دانشمندان امروز چه می دانند؟

مانند سیاره زمین، ماه از یک هسته، گوشته و پوسته بیرونی تشکیل شده است. هسته ماه نسبتا کوچک است (فقط 350 کیلومتر قطر). حاوی مقدار زیادی آهن مایع است، همچنین ناخالصی های نیکل، گوگرد و برخی عناصر دیگر وجود دارد. اطراف هسته لایه ای از مواد نیمه مذاب است که از تبلور ماگما در حدود 4 میلیارد سال پیش (کمی پس از شکل گیری خود ماه) حاصل شده است.

ضخامت پوسته ماه از 10 تا 105 کیلومتر متغیر است. علاوه بر این، ضخامت آن در سمتی از ماهواره که رو به زمین است، به میزان قابل توجهی کمتر است. در سطح جهانی، دو منطقه را می توان در برجسته قمری متمایز کرد: قاره کوهستانی و پایین - به اصطلاح دریاهای قمری. این دومی چیزی بیش از دهانه‌های بزرگی نیستند که در نتیجه بمباران سطح ماه توسط سیارک‌ها و شهاب‌سنگ‌ها به وجود آمده‌اند.

سطح ماه

ما قبلاً به درک این موضوع عادت کرده ایم که زیر پای ما یک لایه چند متری از سنگ های رسوبی وجود دارد - سنگ آهک، ماسه سنگ، خاک رس. اما ماه زمین نیست. در اینجا همه چیز به طور متفاوتی مرتب شده است و به سادگی هیچ سنگی با منشاء رسوبی وجود ندارد و نمی تواند باشد. تمام سطح ماهواره ما با سنگ سنگی یا "خاک قمری" پوشیده شده است. این مخلوطی از مواد باقیمانده ریز و گرد و غبار ریز است که در نتیجه بمباران مداوم شهاب سنگ ها به وجود آمده است.

ضخامت لایه سنگ سنگی ماه می تواند به چند ده متر برسد. و در برخی از نواحی سطح از دو سانتی متر بیشتر نمی شود. از نظر ظاهری، این لایه شبیه یک پتوی خاکستری مایل به قهوه ای از گرد و غبار است. اتفاقا خودمماصطلاح "رگولیت" از دو کلمه یونانی "lithos" (سنگ) و "rheos" (پتو) گرفته شده است. عجیب اینکه بوی سنگ سنگی فضانوردان را به یاد قهوه سوخته می انداخت.

لازم به ذکر است که هزینه انتقال یک کیلوگرم ماده از ماه حدود ۴۰ هزار دلار برآورد شده است. با این وجود، آمریکایی ها در مجموع بیش از 300 کیلوگرم سنگ سنگی را از نقاط مختلف سطح ماهواره به زمین تحویل داده اند. این به دانشمندان اجازه داد تا تجزیه و تحلیل کاملی از خاک ماه انجام دهند.

همانطور که مشخص شد، سنگ سنگی شل و کاملاً ناهمگن است. در عین حال، به خوبی به هم می چسبد و به صورت توده ها می چسبد، که با عدم وجود یک فیلم اکسید توضیح داده می شود. در لایه بالایی سنگلیت (با عمق کمتر از 60 سانتی متر)، ذرات تا اندازه یک میلی متر غالب هستند. خاک ماه کاملاً کم آب است. این بر پایه بازالت ها و پلاژیوکلازها است که از نظر ترکیب تقریباً مشابه زمین هستند.

بنابراین، آیا مواد معدنی در ماه در زیر لایه سنگ سنگی وجود دارد؟ بعداً در مقاله ما درباره این موضوع بیشتر خواهید آموخت.

مواد معدنی روی ماه: فهرست کامل

فراموش نکنید که زمین و ماه در واقع خواهر ناتنی هستند. بنابراین، بعید است که روده های تنها ماهواره ما هیچ گونه احساس معدنی را پنهان کند. اما هنوز چه مواد معدنی در ماه وجود دارد؟ بیایید آن را بفهمیم.

نفت، زغال سنگ، گاز طبیعی… این منابع معدنی در ماه وجود ندارند و نمی توانند وجود داشته باشند، زیرا همه آنها منشأ بیوژنیک دارند. از آنجایی که در ماهواره ما جو یا حیات ارگانیک وجود ندارد، شکل گیری آنهابه سادگی غیرممکن است.

با این حال، فلزات مختلف در روده های ماه نهفته است. به طور خاص، آهن، آلومینیوم، تیتانیوم، توریم، کروم، منیزیم. ترکیب سنگ سنگ قمری همچنین حاوی پتاسیم، سدیم، سیلیکون و فسفر است. با کمک ایستگاه بین سیاره‌ای خودکار Lunar Prospector، که در سال 1998 به فضا پرتاب شد، امکان تعیین محل قرارگیری یک فلز خاص در سطح ماه نیز وجود داشت. بنابراین، برای مثال، نقشه ای از توزیع توریم در ماه به نظر می رسد:

به طور کلی همه سنگ ها و کانی های قمری را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

1. بازالتهای دریاهای قمری (پیروکسن، پلاژیوکلاز، ایلمنیت، الیوین).
2. KREEP-سنگها (پتاسیم، فسفر، عناصر خاکی کمیاب).
3. ANT-سنگها (نوریت، تروکتولیت، آنورتوزیت).

در میان چیزهای دیگر، ذخایر قابل توجهی از آب به شکل یخ نیز در ماه (در مجموع حدود 1.6 میلیارد تن) کشف شده است.

Helium-3

شاید اصلی ترین و امیدوارکننده ترین از نظر توسعه فسیل ها در ماه، ایزوتوپ هلیوم-3 باشد. زمینی ها آن را به عنوان یک سوخت حرارتی احتمالی می دانند. بنابراین، به گفته گاریسون اشمیت، فضانورد آمریکایی، استخراج این ایزوتوپ نوری هلیوم در آینده نزدیک می تواند مشکل بحران انرژی در زمین را حل کند.

Helium-3 اغلب در محافل علمی به عنوان "سوخت آینده" نامیده می شود. در زمین، بسیار نادر است. تمام ذخایر این ایزوتوپ در سیاره ما توسط دانشمندان بیش از یک تن تخمین زده می شود. بر این اساس هزینه یک گرم ماده معادل هزار دلار است. با این حال، یک گرمهلیوم-3 می تواند تا 15 تن روغن را جایگزین کند.

شایان ذکر است که ایجاد فرآیند استخراج هلیوم-3 در سطح ماه کار آسانی نخواهد بود. مشکل اینجاست که یک تن سنگ سنگ فقط 10 میلی گرم سوخت ارزشمند دارد. یعنی برای توسعه این منبع در سطح ماهواره ما، ساخت یک مجتمع معدنی و پردازش واقعی ضروری است. بدیهی است که این امر در دهه های آینده امکان پذیر نیست.

پروژه های استخراج ماه

بشریت در حال حاضر به طور جدی به استعمار ماه و توسعه منابع معدنی آن می اندیشد. استخراج نظری روی ماه کاملاً امکان پذیر است. اما در عمل، اجرای این امر بسیار دشوار است. در واقع، برای این کار، در سطح ماهواره ما، ایجاد زیرساخت صنعتی مناسب ضروری است. علاوه بر این، همه چیزهایی که نیاز دارید باید از زمین آورده شوند - مواد، آب، سوخت، تجهیزات و غیره.

با این حال، پروژه های خاصی در حال حاضر در حال توسعه هستند. بنابراین، شرکت آمریکایی SEC در نظر دارد به طور جدی به استخراج یخ از ماه و تولید سوخت برای فضاپیماهای مبتنی بر آن بپردازد. برای این کار، قرار است هم از روبات ها و هم از افراد زنده استفاده شود. در پایان سال 2017، ناسا از پذیرش برنامه‌های پیشنهادی فناوری برای استخراج منابع از اجرام فضایی خبر داد. متخصصان این بخش امیدوارند که استخراج معدن تا سال 2025 به واقعیت تبدیل شود.

اما چین به طور جدی به عناصر کمیاب خاکی موجود در پوسته ماه علاقه دارد. برای مطالعه و تسلطاز این منبع، کشور قصد دارد یک پایگاه تحقیقاتی ویژه در ماه ایجاد کند. فدراسیون روسیه از قدرت های پیشرو فضایی عقب نیست. تا سال 2025، Roscosmos قصد دارد یک سری ربات برای استخراج در ماه ایجاد کند.

در نتیجه…

هیچ ماده معدنی در ماه وجود ندارد. حداقل در درک زمینی ما از این اصطلاح. با این وجود، تعدادی فلز در پوسته ماه، به ویژه در سنگ سنگی یافت شده است. از جمله آنها می توان به آهن، آلومینیوم، تیتانیوم، توریم، کروم، منیزیم و غیره اشاره کرد. استخراج منابع معدنی در سطح ماه از نظر تئوری امکان پذیر است، اما عملاً هنوز امکان پذیر نیست.