מינרלים על הירח: תיאוריות, פרויקטי כרייה, הרכב הקרקע ורמת פיתוח טכנולוגית נדרשת

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:28

הירח הוא לוויין טבעי של כדור הארץ. לפני חצי מאה, כף רגלו של האדם על פני השטח שלו. מאז, הופיעו הזדמנויות אמיתיות למחקרים מדעיים ישירים של פני השטח והפנים של עצם שמימי זה. האם יש מינרלים על הירח? מהם המשאבים הללו, והאם ניתן לכרות אותם? תמצא תשובות לשאלות אלו במאמר שלנו.

הירח והמבנה הפנימי שלו

לכוכב שלנו יש רק לוויין טבעי אחד - הירח. זהו הלוויין הקרוב ביותר לשמש בכל מערכת השמש. הירח נמצא במרחק של 384,000 קילומטרים מכדור הארץ. הרדיוס המשווני שלו הוא 1,738 ק מ, המתאים בערך לרדיוס של 0.27 כדור הארץ.

לפני שמדברים על מינרלים על הירח, כדאי לתאר את המבנה הפנימי של גוף שמימי זה בפירוט רב ככל האפשר. אז מה מדענים יודעים היום?

כמו כדור הארץ, הירח מורכב מליבה, מעטפת וקרום חיצוני. ליבת הירח קטנה יחסית (קוטר של 350 ק מ בלבד). הוא מכיל הרבה ברזל נוזלי, יש גם זיהומים של ניקל, גופרית ועוד כמה יסודות. מקיפה את הליבה שכבה של חומר מותך חלקית שנבעה מהתגבשות מאגמה לפני כ-4 מיליארד שנים (זמן קצר לאחר היווצרות הירח עצמו).

עובי קרום הירח נע בין 10 ל-105 קילומטרים. יתרה מכך, עוביו קטן באופן ניכר בצד הלוויין הפונה לכדור הארץ. בעולם, ניתן להבחין בין שני אזורים בתבליט הירח: יבשתי הררי ונמוך - מה שנקרא ים הירח. האחרונים הם לא יותר ממכתשים ענקיים שנוצרו כתוצאה מהפצצת פני הירח על ידי אסטרואידים ומטאורים.

משטח הירח

כבר התרגלנו להבין שמתחת לרגלינו יש שכבה רב-מטרית של סלעי משקע - אבני גיר, אבני חול, חרסיות. אבל הירח הוא לא כדור הארץ. כאן הכל מסודר אחרת, ופשוט אין סלעים ממקור משקע ואי אפשר להיות. כל פני השטח של הלוויין שלנו מכוסים בריגולית או "אדמת ירח". זוהי תערובת של חומר דק ואבק דק, שנוצר כתוצאה מהפצצת מטאוריטים מתמדת.

עובי שכבת הרגולית של הירח יכול להגיע לכמה עשרות מטרים. ובאזורים מסוימים של פני השטח, הוא אינו עולה על שני סנטימטרים. כלפי חוץ, שכבה זו דומה לשמיכת אבק בצבע אפור-חום. אגב, בעצמיהמונח "רגולית" מגיע משתי מילים יווניות: "ליתוס" (אבן) ו"ריאוס" (שמיכה). באופן מוזר, ריח הרגולית הזכיר לאסטרונאוטים קפה שרוף.

יש לציין שעלות הובלת קילוגרם אחד של חומר מהירח נאמדת בכ-40 אלף דולר. עם זאת, האמריקאים, בסך הכל, כבר העבירו למעלה מ-300 קילוגרם של רגוליט לכדור הארץ מחלקים שונים של פני הלוויין. זה אפשר למדענים לבצע ניתוח יסודי של אדמת הירח.

כפי שהתברר, הרגולית משוחרר ודי הטרוגני. יחד עם זאת, זה נדבק היטב לגושים, אשר מוסבר על ידי היעדר סרט תחמוצת. בשכבה העליונה של הרגולית (לא יותר מ-60 ס מ), שולטים חלקיקים בגודל של עד מילימטר אחד. אדמת הירח מיובשת לחלוטין. הוא מבוסס על בזלת ופלגיוקלאזים, שהרכבם כמעט דומים לכדור הארץ.

אז, האם יש מינרלים כלשהם על הירח מתחת לשכבת הרגולית? תוכל ללמוד עוד על כך בהמשך המאמר שלנו.

מינרלים על הירח: רשימה מלאה

אל תשכח שכדור הארץ והירח הם למעשה אחיות למחצה. לכן, אין זה סביר שהמעיים של הלוויין היחיד שלנו מסתירים תחושות מינרלים כלשהן. אבל בכל זאת, אילו מינרלים יש על הירח? בוא נבין את זה.

נפט, פחם, גז טבעי… משאבי מינרלים אלו אינם ואינם יכולים להתקיים על הירח, כי כולם ממקור ביוגני. מכיוון שאין אטמוספירה או חיים אורגניים על הלוויין שלנו, היווצרותםפשוט בלתי אפשרי.

עם זאת, מתכות שונות טמונות בבטן הירח. בפרט, ברזל, אלומיניום, טיטניום, תוריום, כרום, מגנזיום. הרכב הרגולית הירח מכיל גם אשלגן, נתרן, סיליקון וזרחן. בעזרת התחנה הבין-כוכבית האוטומטית Lunar Prospector, שהושקה ב-1998, ניתן היה גם לקבוע את הלוקליזציה של מתכת מסוימת על פני הירח. כך, למשל, מפה של התפלגות התוריום על הירח נראית כך:

באופן כללי, ניתן לחלק את כל סלעי הירח והמינרלים לשלוש קבוצות:

1. בזלות של ים הירח (פירוקסן, פלגיוקלאז, אילמניט, אוליבין).
2. KREEP-סלעים (אשלגן, זרחן, יסודות אדמה נדירים).
3. אנט-סלעים (נוריט, טרקטוליט, אנורתוזיט).

בין היתר, התגלו מאגרי מים משמעותיים בצורת קרח גם על הירח (כ-1.6 מיליארד טון בסך הכל).

Helium-3

אולי העיקרי והמבטיח ביותר מבחינת התפתחות מאובנים על הירח הוא איזוטופ הליום-3. תושבי כדור הארץ רואים בו דלק תרמו-גרעיני אפשרי. לפיכך, לפי האסטרונאוט האמריקאי גאריסון שמידט, מיצוי האיזוטופ הקל הזה של הליום בעתיד הקרוב תוכל לפתור את בעיית משבר האנרגיה בכדור הארץ.

הליום-3 מכונה לעתים קרובות "הדלק של העתיד" בחוגים מדעיים. על פני כדור הארץ, זה נדיר ביותר. כל הרזרבות של איזוטופ זה על הפלנטה שלנו מוערכות על ידי מדענים בלא יותר מטון אחד. בהתבסס על זה, העלות של גרם אחד של חומר שווה לאלף דולר. עם זאת, גרם אחדהליום-3 יכול להחליף עד 15 טון שמן.

כדאי לציין שלא יהיה קל לבסס את תהליך הפקת הליום-3 על פני הירח. הצרה היא שטון אחד של רגוליט מכיל רק 10 מ ג של דלק יקר ערך. כלומר, כדי לפתח את המשאב הזה על פני הלוויין שלנו, יהיה צורך לבנות מתחם כרייה ועיבוד אמיתי. ברור שזה לא אפשרי בעשורים הקרובים.

פרויקטי כריית ירח

האנושות כבר חושבת ברצינות על הקולוניזציה של הירח, ופיתוח משאבי המינרלים שלו. כרייה תיאורטית על הירח אפשרית לחלוטין. אבל בפועל, זה מאוד קשה ליישום. ואכן, לשם כך, על פני הלוויין שלנו, יהיה צורך ליצור תשתית תעשייתית מתאימה. יתרה מכך, כל מה שאתה צריך תצטרך להביא מכדור הארץ - חומרים, מים, דלק, ציוד וכו'.

עם זאת, פרויקטים מסוימים כבר נמצאים בפיתוח. לפיכך, חברת SEC האמריקאית מתכננת לעסוק ברצינות בהפקת קרח הירחי ובייצור דלק לחלליות המבוססות עליו. לשם כך, מתוכנן להשתמש הן ברובוטים והן באנשים חיים. בסוף 2017, נאס א הודיעה על קבלת בקשות עם הצעות טכנולוגיות למיצוי משאבים מחפצי חלל. המומחים של מחלקה זו מקווים שהכרייה תהפוך למציאות עד 2025.

אבל סין מעוניינת ברצינות ביסודות אדמה נדירים הכלולים בקרום הירח. ללמוד ולשלוטמהמשאב הזה, המדינה מתכננת להקים בסיס מחקר מיוחד על הירח. הפדרציה הרוסית אינה מפגרת אחרי מעצמות החלל המובילות. עד 2025, Roscosmos מתכנן ליצור סדרה של רובוטים לכרייה על הירח.

לסיכום…

אין מינרלים על הירח ככזה. לפחות בהבנתנו, הארצית, של המונח הזה. אף על פי כן, נמצאו מספר מתכות בקרום הירח, במיוחד ברגולית. ביניהם ברזל, אלומיניום, טיטניום, תוריום, כרום, מגנזיום ואחרים. הפקת משאבים מינרליים על פני הירח אפשרית תיאורטית, אך מעשית עדיין לא ריאלית.