القمر قمر صناعي طبيعي للأرض. قبل نصف قرن ، داس الإنسان لأول مرة على سطحه. ومنذ ذلك الحين ، ظهرت فرص حقيقية للبحث العلمي المباشر لسطح وأمعاء هذا الجسم السماوي. هل هناك معادن على القمر؟ ما هي هذه الموارد ، وهل يمكن استخراجها؟ ستجد إجابات لهذه الأسئلة في مقالتنا.
القمر وهيكله الداخلي
يحتوي كوكبنا على قمر صناعي واحد فقط - القمر. إنه أقرب قمر صناعي للشمس داخل النظام الشمسي بأكمله. القمر على بعد 384 ألف كيلومتر من الأرض. يبلغ نصف قطرها الاستوائي 1738 كم ، وهو ما يعادل تقريبًا 0.27 من نصف قطر الأرض.
قبل الحديث عن المعادن على القمر ، يجب على المرء أن يصف قدر الإمكان الهيكل الداخلي لهذا الجسم السماوي. فماذا يعرف العلماء اليوم؟
يتألف القمر ، مثل كوكب الأرض ، من لب وغطاء وقشرة خارجية. قلب القمر صغير نسبيًا (بقطر 350 كم فقط). يحتوي على الكثير من الحديد السائل ، كما يوجد أيضًا شوائب من النيكل والكبريت وبعض العناصر الأخرى. حول القلب توجد طبقة من المادة المنصهرة جزئيًا ، ناتجة عن تبلور الصهارة منذ حوالي 4 مليار سنة (بعد وقت قصير من تكوين القمر نفسه).
يتراوح سمك القشرة القمرية من 10 إلى 105 كيلومترات. علاوة على ذلك ، سمكها أصغر بشكل ملحوظ على جانب القمر الصناعي الذي يواجه الأرض. على الصعيد العالمي ، في مجال الإغاثة القمرية ، يمكن تمييز منطقتين: قارية جبلية ومنخفضة - ما يسمى البحار القمرية. هذه الأخيرة ليست سوى فوهات ضخمة تشكلت نتيجة قصف سطح القمر بواسطة الكويكبات والنيازك.
سطح القمر
لقد اعتدنا بالفعل على إدراك أنه تحت أقدامنا توجد صخور رسوبية سميكة متعددة المتر - الحجر الجيري والحجر الرملي والطين. لكن القمر ليس الأرض. كل شيء يتم ترتيبه بشكل مختلف هنا ، والصخور ذات الأصل الرسوبي غير موجودة ولا يمكن أن تكون موجودة. يتم تغطية سطح قمرنا الصناعي بالكامل بتربة ريجولية أو "تربة قمرية". هذا مزيج من المواد البلاستيكية الدقيقة والغبار الناعم الناتج عن القصف النيزكي المستمر.
يمكن أن يصل سمك الطبقة المتجانسة للقمر إلى عدة عشرات من الأمتار. وفي بعض أجزاء السطح لا يتجاوز سنتمتر. ظاهريًا ، تشبه هذه الطبقة بطانية غبار رمادية بنية. بالمناسبة ، مصطلح "regolith" نفسه يأتي من كلمتين يونانيتين: "lithos" (حجر) و "reos" (بطانية). الغريب ، ذكّر ريجوليث في رائحته رواد الفضاء برائحة القهوة المحروقة.
جدير بالذكر أن تكلفة نقل كيلوغرام واحد من القمر تقدر بحوالي 40 ألف دولار. ومع ذلك ، فإن الأمريكيين ، في المجمل ، قد سلموا بالفعل إلى الأرض ما يزيد عن 300 كيلوغرامًا من الحياة اليومية من أجزاء مختلفة من سطح القمر الصناعي. سمح هذا للعلماء بإجراء تحليل شامل للتربة القمرية.
كما اتضح ، regolith هو قابل للتفتيت وغير متجانس إلى حد ما. علاوة على ذلك ، فإنه يلتصق جيدًا بالكتل ، وهو ما يفسره عدم وجود طبقة أكسيد. في الطبقة العليا من regolith (لا يزيد عمقها عن 60 نانومتر) ، تسود الجسيمات التي يصل حجمها إلى ملليمتر واحد. تجف التربة القمرية تمامًا. وهو يعتمد على البازلت والكلاجيوكلاز ، والتي تشبه في تكوينها تقريبًا تلك الأرضية.
لذا ، هل هناك أي معادن على القمر تحت طبقة regolith؟ سوف تتعلم المزيد عن هذا لاحقًا في مقالتنا.
المعادن على القمر: قائمة كاملة
لا تنسوا أن الأرض والقمر هما في الواقع نصف أخوات. لذلك ، من غير المحتمل أن تخفي أحشاء قمرنا الصناعي الوحيد أي أحاسيس معدنية. لكن ما هي المعادن الموجودة على القمر؟ دعنا نحصل على حق.
النفط والفحم والغاز الطبيعي … لا توجد ولا يمكن أن تكون هذه الموارد المعدنية على القمر ، لأنها كلها ذات أصل بيولوجي. نظرًا لعدم وجود جو أو حياة عضوية على القمر الصناعي ، فإن تكوينها مستحيل ببساطة.
ومع ذلك ، تكمن المعادن المختلفة في أحشاء القمر. على وجه الخصوص ، الحديد والألمنيوم والتيتانيوم والثوريوم والكروم والمغنيسيوم. تم العثور على البوتاسيوم والصوديوم والسيليكون والفوسفور أيضًا في تكوين regolith القمر. باستخدام محطة الكواكب الأوتوماتيكية Lunar Prospector ، التي تم إطلاقها في عام 1998 ، كان من الممكن أيضًا تحديد موقع معدن على سطح القمر. لذا ، على سبيل المثال ، خريطة توزيع الثوريوم على القمر تبدو كما يلي:
بشكل عام ، يمكن تقسيم جميع الصخور والمعادن القمرية إلى ثلاث مجموعات:
- بازلت البحار القمرية (بيروكسين ، بلاجيوجلاز ، إلمنيت ، زيتون).
- صخور KREEP (البوتاسيوم والفوسفور والأتربة النادرة).
- ANT- الصخور (norit ، troctolite ، anorthosite).
من بين أمور أخرى ، تم اكتشاف احتياطيات كبيرة من الماء على شكل جليد على القمر (ما مجموعه حوالي 1.6 مليار طن).
الهليوم 3
ربما يكون نظير الهيليوم 3 هو العنصر الرئيسي والأكثر واعدة من حيث استكشاف الأحافير على القمر. يعتبره أبناء الأرض كوقود نووي حراري محتمل. لذا ، وفقًا لرواد الفضاء الأمريكي هاريسون شميت ، فإن استخراج نظير الهليوم الخفيف هذا في المستقبل القريب سيكون قادرًا على حل مشكلة أزمة الطاقة على الأرض.
غالبًا ما يطلق على الهيليوم 3 في الأوساط العلمية "وقود المستقبل". من النادر للغاية على الأرض. يقدر العلماء جميع احتياطيات هذا النظير على كوكبنا بما لا يزيد عن طن واحد. وبناءً على ذلك ، فإن تكلفة جرام مادة ما تساوي ألف دولار. في الوقت نفسه ، يمكن أن يحل غرام واحد من الهيليوم -3 محل ما يصل إلى 15 طنًا من الزيت.
وتجدر الإشارة إلى أنه لن يكون من السهل تحديد عملية إنتاج الهيليوم 3 على سطح القمر. المشكلة هي أن طن واحد من regolith يحتوي على 10 ملغ فقط من الوقود الثمين. أي ، لتطوير هذا المورد على سطح القمر الصناعي ، سيكون من الضروري بناء مجمع تعدين ومعالجة حقيقي. من الواضح أن هذا غير ممكن في العقود القادمة.
مشاريع الألغام على القمر
تفكر البشرية بجدية في استعمار القمر وتنمية مواردها المعدنية. التعدين النظري على القمر ممكن تمامًا. ولكن من الصعب جدًا تنفيذه عمليًا. لهذا ، على سطح القمر الصناعي ، سيكون من الضروري إنشاء بنية تحتية صناعية مناسبة. علاوة على ذلك ، يجب جلب كل شيء ضروري من الأرض - المواد والمياه والوقود والمعدات ، وما إلى ذلك.
ومع ذلك ، يجري بالفعل تطوير بعض المشاريع. لذا ، تخطط الشركة الأمريكية SEC للانخراط بجدية في استخراج جليد القمر وإنتاج وقود المركبات الفضائية على أساسها. لهذا ، من المخطط استخدام كل من الروبوتات والأحياء. في نهاية عام 2017 ، أعلنت وكالة ناسا قبول الطلبات مع المقترحات التكنولوجية لاستخراج الموارد في الأجسام الفضائية. يأمل المتخصصون في هذه الدائرة أن يصبح التعدين حقيقة بحلول عام 2025.
لكن الصين مهتمة بجدية بعناصر الأرض النادرة الموجودة في القشرة القمرية. لدراسة هذا المورد وتطويره ، تخطط الدولة لإنشاء قاعدة بحثية خاصة على القمر. إن الاتحاد الروسي ليس ببعيد عن القوى الفضائية الرائدة. بحلول عام 2025 ، تخطط روسكوزموس لإنشاء سلسلة من الروبوتات للتعدين على القمر.
