Minerály na Měsíci: teorie, těžební projekty, složení půdy a požadovaná úroveň technologického rozvoje

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:13

Měsíc je přirozený satelit Země. Před půl stoletím člověk poprvé vkročil na jeho povrch. Od té doby se objevily skutečné příležitosti pro přímé vědecké studie povrchu a nitra tohoto nebeského objektu. Jsou na Měsíci minerály? Jaké jsou tyto zdroje a lze je těžit? Odpovědi na tyto otázky najdete v našem článku.

Měsíc a jeho vnitřní struktura

Naše planeta má pouze jeden přirozený satelit – Měsíc. Je to nejbližší satelit ke Slunci v celé sluneční soustavě. Měsíc je od Země vzdálen 384 000 kilometrů. Jeho rovníkový poloměr je 1 738 km, což zhruba odpovídá 0,27 poloměru Země.

Než budete mluvit o minerálech na Měsíci, měli byste co nejpodrobněji popsat vnitřní strukturu tohoto nebeského tělesa. Co tedy vědci dnes vědí?

Stejně jako planeta Země se Měsíc skládá z jádra, pláště a vnější kůry. Měsíční jádro je relativně malé (pouze 350 km v průměru). Obsahuje hodně tekutého železa, jsou zde i nečistoty nikl, síra a některé další prvky. Kolem jádra je vrstva částečně roztaveného materiálu, který vznikl krystalizací magmatu asi před 4 miliardami let (krátce po vzniku samotného Měsíce).

Tloušťka měsíční kůry se pohybuje od 10 do 105 kilometrů. Jeho tloušťka je navíc znatelně menší na straně družice, která je přivrácená k Zemi. Globálně lze v měsíčním reliéfu rozlišit dvě zóny: horskou kontinentální a sníženou - tzv. měsíční moře. Poslední jmenované nejsou nic jiného než obrovské krátery vzniklé v důsledku bombardování povrchu Měsíce asteroidy a meteory.

Povrch Měsíce

Už jsme si zvykli si uvědomovat, že pod našima nohama je mnohametrová vrstva usazených hornin - vápence, pískovce, jíly. Ale Měsíc není Země. Zde je vše uspořádáno jinak a horniny sedimentárního původu zde prostě nejsou a být nemohou. Celý povrch naší družice je pokryt regolitem neboli „měsíční půdou“. Jedná se o směs jemného úlomkového materiálu a jemného prachu, který vzniká v důsledku neustálého bombardování meteority.

Tloušťka regolitové vrstvy Měsíce může dosahovat několika desítek metrů. A v některých oblastech povrchu nepřesahuje dva centimetry. Navenek tato vrstva připomíná šedohnědou přikrývku prachu. Mimochodem, já sámTermín „regolit“pochází ze dvou řeckých slov: „lithos“(kámen) a „rheos“(přikrývka). Je zvláštní, že vůně regolitu připomněla astronautům spálenou kávu.

Je třeba poznamenat, že náklady na přepravu jednoho kilogramu hmoty z Měsíce se odhadují na zhruba 40 tisíc dolarů. Přesto Američané celkem již na Zemi dodali přes 300 kilogramů regolitu z různých částí povrchu satelitu. To vědcům umožnilo provést důkladnou analýzu měsíční půdy.

Jak se ukázalo, regolit je volný a značně heterogenní. Zároveň dobře drží pohromadě do hrudek, což se vysvětluje absencí oxidového filmu. V horní vrstvě regolitu (ne hlouběji než 60 cm) převládají částice o velikosti do jednoho milimetru. Lunární půda je zcela dehydratovaná. Je založen na baz altech a plagioklasech, které jsou svým složením téměř podobné Zemi.

Jsou tedy na Měsíci pod vrstvou regolitu nějaké minerály? Více se o tom dozvíte později v našem článku.

Minerály na Měsíci: kompletní seznam

Nezapomeňte, že Země a Měsíc jsou ve skutečnosti nevlastní sestry. Je proto nepravděpodobné, že by útroby naší jediné družice skrývaly nějaké minerální vjemy. Ale přesto, jaké minerály jsou na Měsíci? Pojďme na to.

Ropa, uhlí, zemní plyn… Tyto nerostné zdroje na Měsíci neexistují a ani nemohou existovat, protože všechny jsou biogenního původu. Vzhledem k tomu, že na našem satelitu není žádná atmosféra ani organický život, dochází k jejich formováníprostě nemožné.

V útrobách Měsíce však leží různé kovy. Zejména železo, hliník, titan, thorium, chrom, hořčík. Složení lunárního regolitu také obsahuje draslík, sodík, křemík a fosfor. Pomocí automatické meziplanetární stanice Lunar Prospector, spuštěné v roce 1998, bylo také možné určit lokalizaci konkrétního kovu na měsíčním povrchu. Takže například mapa rozložení thoria na Měsíci vypadá takto:

Obecně lze všechny měsíční horniny a minerály rozdělit do tří skupin:

1. Čediče měsíčních moří (pyroxen, plagioklas, ilmenit, olivín).
2. KREEP-horniny (draslík, fosfor, prvky vzácných zemin).
3. ANT-horniny (norit, troktolit, anorthosite).

Na Měsíci byly mimo jiné objeveny také významné zásoby vody ve formě ledu (celkem asi 1,6 miliardy tun).

Helium-3

Snad hlavním a nejslibnějším z hlediska vývoje fosilií na Měsíci je izotop hélia-3. Pozemšťané jej považují za možné termonukleární palivo. Podle amerického astronauta Garrisona Schmidta tedy těžba tohoto lehkého izotopu helia v blízké budoucnosti dokáže vyřešit problém energetické krize na Zemi.

Helium-3 je ve vědeckých kruzích často označováno jako „palivo budoucnosti“. Na Zemi je extrémně vzácný. Všechny zásoby tohoto izotopu na naší planetě vědci odhadují na ne více než jednu tunu. Na základě toho se cena jednoho gramu látky rovná jednomu tisíci dolarů. Nicméně jeden gramhelium-3 může nahradit až 15 tun oleje.

Za zmínku stojí, že nebude snadné zavést proces těžby hélia-3 na povrchu Měsíce. Potíž je v tom, že jedna tuna regolitu obsahuje pouze 10 mg cenného paliva. To znamená, že k rozvoji tohoto zdroje na povrchu našeho satelitu bude nutné vybudovat skutečný těžební a zpracovatelský komplex. Je zřejmé, že to v nadcházejících desetiletích nebude možné.

Projekty těžby na Měsíci

Lidstvo již vážně přemýšlí o kolonizaci Měsíce a rozvoji jeho nerostných zdrojů. Teoretická těžba na Měsíci je zcela možná. V praxi je to ale velmi obtížně realizovatelné. K tomu bude na povrchu našeho satelitu skutečně nutné vytvořit vhodnou průmyslovou infrastrukturu. Navíc vše, co potřebujete, budete muset přivézt ze Země – materiály, vodu, palivo, vybavení atd.

Některé projekty se však již vyvíjejí. Americká společnost SEC se tak plánuje vážně zapojit do těžby měsíčního ledu a výroby paliva pro kosmické lodě na jeho základě. K tomu se plánuje využití jak robotů, tak živých lidí. Na konci roku 2017 NASA oznámila přijetí žádostí s technologickými návrhy na těžbu zdrojů z vesmírných objektů. Specialisté tohoto oddělení doufají, že těžba se stane realitou do roku 2025.

Čína má ale vážný zájem o prvky vzácných zemin obsažené v měsíční kůře. Studovat a ovládatz tohoto zdroje plánuje země zřídit speciální výzkumnou základnu na Měsíci. Ruská federace nezaostává za předními vesmírnými mocnostmi. Do roku 2025 plánuje Roskosmos vytvořit řadu robotů pro těžbu na Měsíci.

Na závěr…

Na Měsíci jako takovém nejsou žádné minerály. Alespoň v našem, pozemském, chápání tohoto pojmu. Přesto byla v měsíční kůře, zejména v regolitu, nalezena řada kovů. Patří mezi ně železo, hliník, titan, thorium, chrom, hořčík a další. Těžba nerostných surovin na povrchu Měsíce je teoreticky možná, ale prakticky zatím neproveditelná.