Ученые оценили эффективность добычи титана на Луне
Титан считается одним из ценных элементов на Земле, поскольку он редко встречается на нашей планете. При этом, металл широко распространен на Луне, где он содержится в минерале под названием ильменит. Ученые неоднократно предлагали идеи по добыче этого полезного ископаемого на естественном спутнике Земли для последующей доставки на нашу планету. Шведские исследователи решили выяснить, насколько это выгодно с экономической точки зрения.
Добыча полезных ископаемых из лунных недр – ключевой этап в освоении человеком Солнечной системы. Один из наиболее распространенных элементов на Луне и девятый по распространенности во Вселенной – титан, особенно ценится на Земле. При стоимости в $10 тыс. за тонну его можно назвать одним из самых ценных металлов, используемых в различных промышленных областях – от создания космических кораблей до нанотехнологий.
Значительная часть титана на Луне содержится в минерале под названием ильменит. Этот кристалл встречается и на Земле, но довольно редко, из-за чего его стоимость составляет примерно $390 за тонну. В то же время, на Луне его достаточно: ильменит содержится примерно в 20% горных пород в Море Спокойствия на видимой стороне естественного спутника нашей планеты, образцы откуда доставили экипажи «Апполонов». Исследователи из Уппсальского университета в Швеции попытались понять, достаточно ли будет использовать добытый на Луне титан для обеспечения этим материалом жителей Земли.
Авторы проанализировали ильменит в двух различных концентрациях — 3% для всего реголита в области Моря Спокойствия и 15% для базальтовых пород, образцы которых ранее собрали астронавты. Затем они определили потенциальную производительность ценного ресурса в исследуемом регионе Луны и сравнили ее с рудником Теллнес в Норвегии, который является одним из крупнейших месторождений титана в Европе и мире.
Запасы титана в Теллнесе оцениваются в 575 млн тонн. По размерам рудник меньше, чем Море Спокойствия, но его масштабы компенсируются высокой концентрацией TiO2 (диоксид титана – наиболее часто встречающаяся форма минерала), которая составляет 18%, что говорит о хорошей производительности. Каждый год здесь добывается 50 килотонн ильменита, что составляет примерно 5% от общемирового производства титана.
По подсчетам авторов, на Луне объем добычи титана может составить около 500 тыс. тонн в год. Однако достижение такого результата может занять около 20 лет.
Это связано с тем, что для получения материала потребуется оборудование, которое нужно сначала доставить на естественный спутник Земли. Исследователи считают, что для этих целей нужно будет как минимум один большой экскаватор и шесть больших самосвалов. Чтобы отправить их на Луну, потребуется более 40 запусков сверхтяжелой ракеты-носителя – примерно как для полного строительства МКС.
Но и на этом не заканчиваются трудности в исполнении плана. После доставки на поверхность небесного тела, гигантские машины должны каким-то образом приводиться в действие. Дизельные двигатели, которые используются на таком оборудовании на Земле, не подходят для эксплуатации на Луне – их создание также займет несколько лет или даже десятилетий.
Исследователи отмечают, что за 20 лет подготовки проекта может измениться многое – от технологий до потребления материалов в целом. Исходя из этого, они не видят смысла в добыче титана на Луне: это экономически невыгодно, особенно учитывая, что объемы производства могут увеличиться на земных месторождениях, удовлетворяя растущий спрос.
При этом, авторы работы отмечают, что у добычи полезных ископаемых есть и дополнительное преимущество, поскольку при расщеплении ильменита для получения титана также выделяется кислород, необходимый для всего – от поддержания жизни астронавтов до производства ракетного топлива. Поэтому, вместо непосредственной добычи титана, можно будет сконцентрироваться на получении кислорода. Тем не менее, сами исследователи признают, что их идея скорее теоретическая, и вероятность того, что подобный проект будет воплощен в жизнь в ближайшие годы, крайне мала.
Ранее немецкие исследователи представили проект испытательного стенда для тренировки добычи полезных ископаемых на Луне. Он позволит извлекать ценные минералы из грунта и состоит из трех установок, предназначенных для гравитационной, магнитной и электростатической сепарации элементов.
