Minerály na Mesiaci: teórie, ťažobné projekty, zloženie pôdy a požadovaná úroveň technologického rozvoja

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:28

Mesiac je prirodzený satelit Zeme. Pred polstoročím človek prvýkrát vkročil na jeho povrch. Odvtedy sa objavili skutočné príležitosti na priame vedecké štúdium povrchu a vnútra tohto nebeského objektu. Sú na Mesiaci minerály? Aké sú tieto zdroje a možno ich ťažiť? Odpovede na tieto otázky nájdete v našom článku.

Mesiac a jeho vnútorná štruktúra

Naša planéta má len jeden prirodzený satelit – Mesiac. Je to najbližší satelit k Slnku v celej slnečnej sústave. Mesiac je od Zeme vzdialený 384 000 kilometrov. Jeho rovníkový polomer je 1 738 km, čo zhruba zodpovedá polomeru 0,27 polomeru Zeme.

Skôr ako hovoríme o mineráloch na Mesiaci, mali by ste čo najpodrobnejšie popísať vnútornú štruktúru tohto nebeského telesa. Čo teda vedci dnes vedia?

Ako planéta Zem, aj Mesiac pozostáva z jadra, plášťa a vonkajšej kôry. Mesačné jadro je relatívne malé (priemer iba 350 km). Obsahuje veľa tekutého železa, sú tu aj nečistoty niklu, síry a niektorých ďalších prvkov. Okolo jadra je vrstva čiastočne roztaveného materiálu, ktorý vznikol kryštalizáciou magmy asi pred 4 miliardami rokov (krátko po vzniku samotného Mesiaca).

Hrúbka mesačnej kôry sa pohybuje od 10 do 105 kilometrov. Okrem toho je jeho hrúbka na strane satelitu, ktorá je obrátená k Zemi, výrazne menšia. Globálne možno v mesačnom reliéfe rozlíšiť dve zóny: horskú kontinentálnu a zníženú - takzvané mesačné moria. Tie posledné nie sú nič iné ako obrovské krátery vytvorené v dôsledku bombardovania povrchu Mesiaca asteroidmi a meteormi.

Povrch Mesiaca

Už sme si zvykli, že pod nohami máme niekoľkometrovú vrstvu usadených hornín – vápencov, pieskovcov, ílov. Ale Mesiac nie je Zem. Tu je všetko usporiadané inak a jednoducho neexistujú žiadne horniny sedimentárneho pôvodu a nemôžu byť. Celý povrch našej družice je pokrytý regolitom alebo „mesačnou pôdou“. Ide o zmes jemného úlomkového materiálu a jemného prachu, ktorý vzniká v dôsledku neustáleho bombardovania meteoritmi.

Hrúbka regolitovej vrstvy Mesiaca môže dosiahnuť niekoľko desiatok metrov. A v niektorých oblastiach povrchu nepresahuje dva centimetre. Navonok táto vrstva pripomína sivohnedú prikrývku prachu. Mimochodom, sebaPojem „regolit“pochádza z dvoch gréckych slov: „lithos“(kameň) a „rheos“(prikrývka). Je zvláštne, že vôňa regolitu astronautom pripomenula spálenú kávu.

Treba si uvedomiť, že náklady na prepravu jedného kilogramu hmoty z Mesiaca sa odhadujú na približne 40-tisíc dolárov. Napriek tomu už Američania celkovo dopravili na Zem cez 300 kilogramov regolitu z rôznych častí povrchu satelitu. To umožnilo vedcom vykonať dôkladnú analýzu mesačnej pôdy.

Ako sa ukázalo, regolit je voľný a dosť heterogénny. Zároveň sa dobre lepí do hrudiek, čo sa vysvetľuje absenciou oxidového filmu. V hornej vrstve regolitu (nie hlbšie ako 60 cm) prevládajú častice do veľkosti jedného milimetra. Mesačná pôda je úplne dehydrovaná. Jeho základom sú baz alty a plagioklasy, ktoré sú svojim zložením takmer podobné Zemi.

Nachádzajú sa teda na Mesiaci pod vrstvou regolitu nejaké minerály? Viac sa o tom dozviete neskôr v našom článku.

Minerály na Mesiaci: kompletný zoznam

Nezabúdajte, že Zem a Mesiac sú v skutočnosti nevlastné sestry. Preto je nepravdepodobné, že by útroby nášho jediného satelitu ukrývali nejaké minerálne vnemy. Ale stále, aké minerály sú na Mesiaci? Poďme na to.

Ropa, uhlie, zemný plyn… Tieto nerastné zdroje na Mesiaci neexistujú a ani nemôžu existovať, pretože všetky sú biogénneho pôvodu. Keďže na našom satelite nie je atmosféra ani organický život, dochádza k ich vznikujednoducho nemožné.

V útrobách Mesiaca sa však nachádzajú rôzne kovy. Najmä železo, hliník, titán, tórium, chróm, horčík. Zloženie lunárneho regolitu obsahuje aj draslík, sodík, kremík a fosfor. Pomocou automatickej medziplanetárnej stanice Lunar Prospector, spustenej v roku 1998, bolo možné určiť aj lokalizáciu konkrétneho kovu na mesačnom povrchu. Takže napríklad mapa distribúcie tória na Mesiaci vyzerá takto:

Vo všeobecnosti možno všetky mesačné horniny a minerály rozdeliť do troch skupín:

Bazaly lunárnych morí (pyroxén, plagioklas, ilmenit, olivín).
KREEP-horniny (draslík, fosfor, prvky vzácnych zemín).
ANT-horniny (norit, troktolit, anorthozit).

Okrem iného boli na Mesiaci objavené aj významné zásoby vody vo forme ľadu (spolu asi 1,6 miliardy ton).

Hélium-3

Možno hlavným a najsľubnejším z hľadiska vývoja fosílií na Mesiaci je izotop hélia-3. Pozemšťania ho považujú za možné termonukleárne palivo. Podľa amerického astronauta Garrisona Schmidta bude teda extrakcia tohto ľahkého izotopu hélia v blízkej budúcnosti schopná vyriešiť problém energetickej krízy na Zemi.

Hélium-3 je vo vedeckých kruhoch často označované ako „palivo budúcnosti“. Na Zemi je mimoriadne vzácny. Všetky zásoby tohto izotopu na našej planéte vedci odhadujú na nie viac ako jednu tonu. Na základe toho sa náklady na jeden gram látky rovnajú tisícke dolárov. Avšak jeden gramhélium-3 dokáže nahradiť až 15 ton oleja.

Za zmienku stojí, že nebude ľahké zaviesť proces získavania hélia-3 na povrchu Mesiaca. Problém je v tom, že jedna tona regolitu obsahuje iba 10 mg cenného paliva. To znamená, že na rozvoj tohto zdroja na povrchu našej družice bude potrebné vybudovať skutočný ťažobný a spracovateľský komplex. Je zrejmé, že to v najbližších desaťročiach nebude možné.

Projekty ťažby na Mesiaci

Ľudstvo už vážne uvažuje o kolonizácii Mesiaca a rozvoji jeho nerastných zdrojov. Teoretická ťažba na Mesiaci je úplne možná. Ale v praxi je to veľmi ťažké implementovať. Na to bude na povrchu nášho satelitu skutočne potrebné vytvoriť vhodnú priemyselnú infraštruktúru. Navyše, všetko, čo potrebujete, budete musieť doniesť zo Zeme – materiály, vodu, palivo, vybavenie atď.

Na niektorých projektoch sa však už pracuje. Americká spoločnosť SEC sa teda plánuje vážne zapojiť do ťažby lunárneho ľadu a výroby paliva pre kozmické lode na jeho základe. Na tento účel sa plánuje použitie robotov aj živých ľudí. Koncom roka 2017 NASA oznámila prijatie žiadostí s technologickými návrhmi na ťažbu zdrojov z vesmírnych objektov. Špecialisti tohto oddelenia dúfajú, že ťažba sa stane realitou do roku 2025.

Čína sa však vážne zaujíma o prvky vzácnych zemín obsiahnuté v mesačnej kôre. Študovať a zvládnuťz tohto zdroja plánuje krajina zriadiť špeciálnu výskumnú základňu na Mesiaci. Ruská federácia nezaostáva za poprednými vesmírnymi veľmocami. Do roku 2025 plánuje Roskosmos vytvoriť sériu robotov na ťažbu na Mesiaci.

Na záver…

Na Mesiaci ako takom nie sú žiadne minerály. Aspoň v našom, pozemskom, chápaní tohto pojmu. Napriek tomu sa v lunárnej kôre, najmä v regolite, našlo množstvo kovov. Medzi nimi je železo, hliník, titán, tórium, chróm, horčík a iné. Ťažba nerastných surovín na povrchu Mesiaca je teoreticky možná, ale prakticky zatiaľ nerealizovateľná.