Udvinding af månen

Hvis du blev transporteret til Månen i dette øjeblik, du ville sikkert og hurtigt dø. Det er fordi der ikke er nogen atmosfære, overfladetemperaturen varierer fra en stegning på 130 grader Celsius (266 F) til en benhård minus 170 C (minus 274 F). Hvis manglen på luft eller forfærdelig varme eller kulde ikke dræber dig, så vil mikrometeoritbombardement eller solstråling. Efter alt at dømme, Månen er ikke et gæstfrit sted at være.

Men hvis mennesker skal udforske Månen og, potentielt, bo der en dag, vi bliver nødt til at lære at håndtere disse udfordrende miljøforhold. Vi har brug for levesteder, luft, mad og energi, samt brændstof til at drive raketter tilbage til Jorden og muligvis andre destinationer. Det betyder, at vi skal bruge ressourcer til at opfylde disse krav. Vi kan enten bringe dem med os fra Jorden – et dyrt forslag – eller vi bliver nødt til at udnytte ressourcerne på Månen selv. Og det er her, ideen om "in-situ ressourceudnyttelse, " eller ISRU, kommer ind.

Til grund for bestræbelserne på at bruge månematerialer er ønsket om at etablere enten midlertidige eller endda permanente menneskelige bosættelser på Månen - og der er mange fordele ved at gøre det. For eksempel, månebaser eller kolonier kunne give uvurderlig træning og forberedelse til missioner til længere udslyngede destinationer, inklusive Mars. Udvikling og udnyttelse af månens ressourcer vil sandsynligvis føre til et stort antal innovative og eksotiske teknologier, der kan være nyttige på Jorden, som det har været tilfældet med den internationale rumstation.

Som planetarisk geolog, Jeg er fascineret af, hvordan andre verdener blev til, og hvilke lektioner vi kan lære om dannelsen og udviklingen af ​​vores egen planet. Og fordi jeg en dag håber at besøge Månen personligt, Jeg er især interesseret i, hvordan vi kan bruge ressourcerne der til at gøre menneskelig udforskning af solsystemet så økonomisk som muligt.

In situ ressourceudnyttelse

ISRU lyder som science fiction, og for øjeblikket er det stort set det. Dette koncept involverer at identificere, udvinde og behandle materiale fra månens overflade og indre og omdanne det til noget nyttigt:oxygen til vejrtrækning, elektricitet, byggematerialer og endda raketbrændstof.

Mange lande har udtrykt et fornyet ønske om at vende tilbage til Månen. NASA har et væld af planer om at gøre det, Kina landede en rover på månens fjernside i januar og har en aktiv rover der lige nu, og talrige andre lande har deres sigte rettet mod månemissioner. Nødvendigheden af ​​at bruge materialer, der allerede er til stede på Månen, bliver mere presserende.

Foregribelse af månelivet driver ingeniørarbejde og eksperimentelt arbejde for at bestemme, hvordan man effektivt kan bruge månematerialer til at støtte menneskelig udforskning. For eksempel, Den Europæiske Rumorganisation planlægger at lande et rumfartøj på månens sydpol i 2022 for at bore under overfladen på jagt efter vandis og andre kemikalier. Dette fartøj vil have et forskningsinstrument designet til at få vand fra månens jord eller regolith.

Der har endda været diskussioner om til sidst at udvinde og sende helium-3 tilbage til Jorden, der er låst i månens regolith. Helium-3 (en ikke-radioaktiv isotop af helium) kunne bruges som brændstof til fusionsreaktorer til at producere enorme mængder energi til meget lave miljøomkostninger – selvom fusion som strømkilde endnu ikke er blevet påvist, og volumenet af ekstraherbart helium-3 er ukendt. Ikke desto mindre, selv om de sande omkostninger og fordele ved måne-ISRU stadig skal ses, der er ringe grund til at tro, at den betydelige aktuelle interesse for minedrift af Månen ikke vil fortsætte.

Det er værd at bemærke, at Månen muligvis ikke er en særlig velegnet destination til minedrift af andre værdifulde metaller såsom guld, platin eller sjældne jordarters grundstoffer. Dette er på grund af differentieringsprocessen, hvor relativt tunge materialer synker og lettere materialer stiger, når et planetlegeme er delvist eller næsten helt smeltet.

Det er dybest set, hvad der foregår, hvis du ryster et reagensglas fyldt med sand og vand. I første omgang, alt er blandet sammen, men så skilles sandet til sidst fra væsken og synker til bunden af ​​røret. Og lige som for Jorden, det meste af Månens beholdning af tunge og værdifulde metaller er sandsynligvis dybt inde i kappen eller endda kernen, hvor de stort set er umulige at få adgang til. Ja, det er fordi mindre kroppe såsom asteroider generelt ikke gennemgår differentiering, at de er så lovende mål for mineraludforskning og -udvinding.

Månedannelse

Ja, Månen har en særlig plads i planetvidenskaben, fordi den er det eneste andet legeme i solsystemet, hvor mennesker har sat deres fod. NASA Apollo-programmet i 1960'erne og 70'erne så i alt 12 astronauter gå, hoppe og strejfe på overfladen. De stenprøver, de bragte tilbage, og de eksperimenter, de efterlod der, har muliggjort en større forståelse af ikke kun vores måne, men hvordan planeter dannes generelt, end det ellers ville have været muligt.

Fra disse missioner, og andre i de efterfølgende årtier, Forskere har lært meget om Månen. I stedet for at vokse fra en sky af støv og is, som planeterne i solsystemet gjorde, vi har opdaget, at vores nærmeste nabo sandsynligvis er resultatet af et kæmpe sammenstød mellem proto-Jorden og et objekt på størrelse med Mars. Den kollision skød en enorm mængde affald ud, hvoraf nogle senere faldt sammen til Månen. Fra analyser af måneprøver, avanceret computermodellering og sammenligninger med andre planeter i solsystemet, Vi har blandt mange andre ting lært, at kolossale påvirkninger kunne være reglen, ikke undtagelsen, i de tidlige dage af dette og andre planetsystemer.

At udføre videnskabelig forskning på Månen ville give dramatiske stigninger i vores forståelse af, hvordan vores naturlige satellit blev til, og hvilke processer, der opererer på og inden i overfladen for at få den til at se ud, som den gør.

De kommende årtier rummer løftet om en ny æra af måneudforskning, med mennesker, der bor der i længere perioder, muliggjort af udvinding og brug af Månens naturressourcer. Med stabil, målrettet indsats, derefter, Månen kan ikke kun blive et hjem for fremtidige opdagelsesrejsende, men den perfekte trædesten, hvorfra vi kan tage vores næste kæmpe spring.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.