Добыча полезных ископаемых на Луне открывает новые горизонты для человечества в освоении Солнечной системы. Одним из наиболее интересных ресурсов является титан, который на Земле ценится в 10 000 долларов за тонну и активно используется в аэрокосмической и нанотехнологической отраслях. Ученые из Финляндии решили проанализировать, возможно ли использовать лунный титан для удовлетворения потребностей экономики Земли.
Титан занимает девятое место по распространенности среди элементов во Вселенной и присутствует на Луне в значительных количествах. Основным источником титана на спутнике Земли является минерал ильменит, который также встречается на нашей планете. Образцы, собранные астронавтами Аполлона в Море Спокойствия, содержат до 20% ильменита, что делает этот регион особенно привлекательным для будущих исследований.
В новом исследовании ученые проанализировали две концентрации ильменита в этом районе: 3% для общего реголита и 15% для базальтовых пород, отобранных астронавтами. Они сравнили потенциальные объемы добычи с рудником Телнес в Норвегии, который считается одним из самых продуктивных в мире. Телнес располагает запасами титана в 575 миллионов метрических тонн, а его высокая концентрация диоксида титана (TiO2) в 18% позволяет ему производить около 750 килотонн ильменита ежегодно.
Для организации добычи на Луне потребуется значительное оборудование, включая экскаватор и шесть самосвалов, вес которых в совокупности достигает 2500 тонн. Ученые подсчитали, что для транспортировки такого количества техники на Луну потребуется более 40 запусков ракеты Saturn V — столько же, сколько понадобилось для строительства Международной космической станции. Однако, даже после доставки оборудования, необходимо решить вопрос с его энергоснабжением. Дизельные двигатели, используемые на Земле, не подходят для лунных условий. Для работы машин потребуется около 11 МВт энергии, которую можно получить с помощью солнечных панелей и ядерных источников.
Несмотря на все сложности, исследователи оценили, что при оптимальных условиях лунная добыча могла бы достигать 500 килотонн титана в год, что составляет примерно две трети объема добычи Телнеса. Однако процесс масштабирования может занять до 20 лет, и за это время технологии могут значительно измениться. Учитывая, что рудники на Земле могут быстро увеличить объемы производства, экономическая целесообразность лунной добычи остается под вопросом.
Тем не менее, у процесса добычи есть и дополнительные преимущества. Разрушение ильменита для извлечения титана также высвобождает кислород, необходимый для создания ракетного топлива и дыхательной смеси. Таким образом, начальные попытки добычи на Луне могут сосредоточиться на получении кислорода, а титан будет рассматриваться как побочный продукт.
Авторы исследования подчеркивают, что реализация подобных проектов в ближайшие десять лет маловероятна. Однако с развитием технологий в будущем добыча титана с Луны может стать реальностью, и тогда станет ясно, как именно этот ресурс сможет помочь человечеству.
