На Луне обнаружили новый минерал и возможный источник энергии

В совместном заявлении Национального космического управления и Управления по атомной энергии Китая говорится об обнаружении на Луне бесцветного прозрачного столбчатого кристалла, который получил название Чангезит-(Y) (Changesite-(Y)). Китайские ученые сообщают, что он является потенциальным источником термоядерного топлива на спутнике нашей планеты.

Проанализированный образец, подтвержденный Международной минералогической ассоциацией как новый минерал, был обнаружен среди всего 1731 граммов лунных образцов. На Землю их доставила китайская межпланетная станция «Чанъэ-5» в 2020 году. Это первые лунные камни, попавшие на Землю с 1976 года. Речь идет о монокристаллической частице радиусом около 10 микрон. Это шестой новый для науки кристалл, обнаруженный на Луне.

Уникальность минерала заключается в концентрации гелия-3 – стабильного изотопа, имеющего в составе два протона и два нейтрона. Гелий-3 рассматривается как многообещающее потенциальное топливо для ядерного синтеза. С двумя протонами и всего одним нейтроном он уникален как единственный известный стабильный изотоп любого элемента, в котором протонов больше, чем нейтронов. Теоретически реакция синтеза дейтерия/гелия-3 высвободит 164,3 мегаватт-часа энергии на грамм гелия-3, и, что особенно важно, ни гелий-3, ни продукты его реакции не являются радиоактивными.

В атмосфере Земли природная изотопная распространенность гелия-3 составляет 0,000137 %. Бо́льшая часть гелия-3 на Земле сохранилась со времён ее образования. Он растворен в мантии планеты и поступает в атмосферу со скоростью всего несколько килограммов в год.

Некоторая часть гелия-3 возникает при распаде трития, в реакциях скалывания на литии (под действием альфа-частиц и космических лучей), а также поступает из солнечного ветра.

В лунном реголите гелий-3 постепенно накапливался в течение миллиардов лет облучения солнечным ветром. В результате тонна лунного грунта содержит порядка 0,01 г гелия-3. Это изотопное соотношение значительно выше, чем на Земле. Недостаток гелия-3 заключается в том, что термоядерный реактор с этим изотопом должен будет работать при гораздо более высоких температурах, чем, например, тритиевый реактор.

В настоящее время стоимость одного грамма гелия-3 составляет около 17,5 тысяч долларов, и ожидается, что спрос будет продолжать расти. Поэтому многие аналитики считают перспективной отраслью добычу этого изотопа на Луне. Считается, что поверхность Луны содержит до 1,1 миллиона метрических тонн гелия-3. Согласно International Policy Digest, это представляет собой ресурсы на сумму около 1,5 квадриллиона долларов.

«Каждый год три миссии космических "челноков" могут принести достаточно топлива для всех людей во всем мире», – Оуян Цзыюань, глава Китайской программы исследования Луны.

Разумеется, затраты на строительство шахты на Луне будут буквально астрономическими. Кроме того, чтобы получить один грамм гелия-3, потребуется обработать 150 тонн реголита. А затем изотоп нужно будет доставить на Землю, что тоже недешево. Тем не менее, добыча лунного гелия, безусловно, является идеей, которую Китай планирует пристально изучить.

«Анализ состава лунного грунта и образцов лунных пород и изучение ядерной науки для оценки потенциальных ядерных энергетических ресурсов на Луне является одной из стратегических целей китайского проекта исследования Луны», – говорится в пресс-релизе Китайской национальной ядерной корпорации.

Китайское национальное космическое управление объявило о полном государственном одобрении следующих трех лунных миссий фазы 4. Запуск миссий «Чанъэ»-6, 7 и 8 позволит исследовать южный полюс Луны и начать строительство базовой структуры Международной лунной исследовательской станции.