Mineraalid Kuul: teooriad, kaevandusprojektid, pinnase koostis ja nõutav tehnoloogilise arengu tase

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:27

Kuu on Maa looduslik satelliit. Pool sajandit tagasi tõstis inimene esimest korda jala selle pinnale. Sellest ajast alates on ilmnenud tõelised võimalused selle taevaobjekti pinna ja sisemuse otsesteks teadusuuringuteks. Kas Kuul on mineraale? Mis need ressursid on ja kas neid saab kaevandada? Nendele küsimustele leiate vastused meie artiklist.

Kuu ja selle sisemine struktuur

Meie planeedil on ainult üks looduslik satelliit – Kuu. See on Päikesele lähim satelliit kogu päikesesüsteemis. Kuu on Maast 384 000 kilomeetri kaugusel. Selle ekvaatori raadius on 1738 km, mis vastab ligikaudu 0,27 Maa raadiusele.

Enne kui Mineraalidest Kuul räägime, tuleks võimalikult üksikasjalikult kirjeldada selle taevakeha sisemist ehitust. Mida siis teadlased tänapäeval teavad?

Nagu planeet Maa, koosneb ka Kuu tuumast, vahevööst ja väliskoorest. Kuu tuum on suhteliselt väike (läbimõõt vaid 350 km). See sisaldab palju vedelat rauda, lisaks on nikli, väävli ja mõne muu elemendi lisandeid. Südamikku ümbritseb osaliselt sulanud materjali kiht, mis tekkis magma kristalliseerumisel umbes 4 miljardit aastat tagasi (varsti pärast Kuu enda teket).

Kuukoore paksus varieerub vahemikus 10–105 kilomeetrit. Pealegi on selle paksus märgatav alt väiksem satelliidi Maa poole suunatud küljel. Globaalselt võib Kuu reljeefis eristada kahte tsooni: mägine mandri- ja madalam - nn Kuu mered. Viimased on midagi muud kui tohutud kraatrid, mis tekkisid Kuu pinna asteroidide ja meteooride pommitamise tulemusena.

Kuu pind

Oleme juba harjunud mõistma, et meie jalge all on mitmemeetrine settekivimite kiht – lubjakivid, liivakivid, savid. Kuid kuu pole maa. Siin on kõik erinev alt paigutatud ja settelise päritoluga kivimeid lihts alt pole ega saagi olla. Kogu meie satelliidi pind on kaetud regoliidi ehk "kuumuldaga". See on segu peenest killustikust materjalist ja peenest tolmust, mis on tekkinud pideva meteoriidipommitamise tulemusena.

Kuu regoliitkihi paksus võib ulatuda mitmekümne meetrini. Ja mõnes pinna piirkonnas ei ületa see kahte sentimeetrit. Väliselt meenutab see kiht hallikaspruuni tolmutekki. Muide, mina iseMõiste "regoliit" pärineb kahest kreeka sõnast: "lithos" (kivi) ja "rheos" (tekk). Kummalisel kombel meenutas regoliidi lõhn astronautidele kõrbenud kohvi.

Tuleb märkida, et ühe kilogrammi aine Kuult transportimise maksumus on hinnanguliselt umbes 40 tuhat dollarit. Sellegipoolest on ameeriklased kokku juba üle 300 kilogrammi regoliiti Maale satelliidi pinna eri osadest toimetanud. See võimaldas teadlastel Kuu pinnast põhjalikult analüüsida.

Nagu selgus, on regoliit lahti ja üsna heterogeenne. Samas kleepub see hästi tükkideks, mis on seletatav oksiidkile puudumisega. Regoliidi ülemises kihis (mitte sügavamal kui 60 cm) on ülekaalus kuni ühe millimeetri suurused osakesed. Kuu pinnas on täielikult veetustatud. See põhineb bas altidel ja plagioklaasidel, mis on oma koostiselt peaaegu sarnased Maa omaga.

Niisiis, kas Kuul on regoliidikihi all mineraale? Lisateavet selle kohta leiate hiljem meie artiklist.

Mineraalid Kuul: täielik nimekiri

Ärge unustage, et Maa ja Kuu on tegelikult poolõed. Seetõttu on ebatõenäoline, et meie ainsa satelliidi sooled varjavad mineraalseid aistinguid. Aga ikkagi, mis mineraale Kuul on? Mõtleme selle välja.

Nafta, kivisüsi, maagaas… Neid maavarasid ei ole ega saagi Kuul eksisteerida, sest need on kõik biogeenset päritolu. Kuna meie satelliidil pole atmosfääri ega orgaanilist elu, siis nende tekelihts alt võimatu.

Kuid Kuu soolestikus peituvad mitmesugused metallid. Eelkõige raud, alumiinium, titaan, toorium, kroom, magneesium. Kuu regoliidi koostis sisaldab ka kaaliumi, naatriumi, räni ja fosforit. 1998. aastal käivitatud automaatse planeetidevahelise jaama Lunar Prospector abil oli võimalik kindlaks teha ka konkreetse metalli lokaliseerimine Kuu pinnal. Näiteks näeb tooriumi jaotumise kaart Kuul välja selline:

Üldiselt võib kõik Kuu kivimid ja mineraalid jagada kolme rühma:

1. Kuumere bas altid (pürokseen, plagioklas, ilmeniit, oliviin).
2. KREEP-kivimid (kaalium, fosfor, haruldased muldmetallid).
3. ANT-kivimid (noriit, troktoliit, anortosiit).

Muuhulgas on Kuul avastatud ka olulisi veevarusid jää kujul (kokku umbes 1,6 miljardit tonni).

Heelium-3

Võib-olla peamine ja kõige lootustandvam Kuu fossiilide arengu seisukoh alt on heelium-3 isotoop. Maalased peavad seda võimalikuks termotuumakütuseks. Seega suudab Ameerika astronaudi Garrison Schmidti sõnul selle heeliumi kerge isotoobi ekstraheerimine lähitulevikus lahendada Maa energiakriisi probleemi.

Heelium-3 nimetatakse teadusringkondades sageli "tuleviku kütuseks". Maal on see äärmiselt haruldane. Kõik selle isotoobi varud meie planeedil on teadlaste hinnangul mitte rohkem kui üks tonn. Selle põhjal võrdub ühe grammi aine maksumus tuhande dollariga. Samas üks grammheelium-3 võib asendada kuni 15 tonni õli.

Väärib märkimist, et heelium-3 eraldamise protsessi Kuu pinn alt ei ole lihtne kindlaks teha. Häda on selles, et ühes tonnis regoliidis on vaid 10 mg väärtuslikku kütust. See tähendab, et selle ressursi arendamiseks meie satelliidi pinnal on vaja ehitada tõeline kaevandus- ja töötlemiskompleks. Ilmselgelt ei ole see järgmistel aastakümnetel võimalik.

Kuu kaevandusprojektid

Inimkond mõtleb juba tõsiselt Kuu koloniseerimisele ja selle maavarade arendamisele. Teoreetiline kaevandamine Kuul on täiesti võimalik. Kuid praktikas on seda väga raske rakendada. Tõepoolest, selleks on meie satelliidi pinnal vaja luua asjakohane tööstuslik infrastruktuur. Pealegi tuleb kõik vajalik tuua Ma alt – materjalid, vesi, kütus, seadmed jne.

Teatud projekte aga juba arendatakse. Nii plaanib Ameerika ettevõte SEC tõsiselt tegeleda Kuu jää kaevandamise ja selle baasil kosmoseaparaatide kütuse tootmisega. Selleks on plaanis kasutada nii roboteid kui ka elavaid inimesi. NASA teatas 2017. aasta lõpus tehnoloogiliste ettepanekutega taotluste vastuvõtmisest kosmoseobjektidelt ressursside ammutamiseks. Selle osakonna spetsialistid loodavad, et kaevandamine saab teoks aastaks 2025.

Kuid Hiina on tõsiselt huvitatud Kuu maakoores sisalduvatest haruldastest muldmetallidest. Õppida ja meisterdadasellest ressursist kavatseb riik rajada Kuule spetsiaalse uurimisbaasi. Venemaa Föderatsioon ei jää juhtivatest kosmosejõududest maha. 2025. aastaks plaanib Roscosmos luua Kuul kaevandamiseks mõeldud robotite seeria.

Kokkuvõtteks…

Kuul pole mineraale kui selliseid. Vähem alt meie maises arusaamas sellest terminist. Sellegipoolest on Kuu maakoorest, eriti regoliidist, leitud mitmeid metalle. Nende hulgas on raud, alumiinium, titaan, toorium, kroom, magneesium ja teised. Maavarade kaevandamine Kuu pinn alt on teoreetiliselt võimalik, kuid praktiliselt pole veel teostatav.