Gorączka złota na Księżycu: Bogactwo ukryte w kosmosie

Podczas gdy na ziemi ludzkość walczy od tysiąca lat z ograniczonymi zasobami surowców, w kosmosie jest ich co niemiara.

- Pierwszym bilionerem zostanie ten, kto wydobędzie naturalne surowce z asteroid - zwykł mawiać astrofizyk Neil deGrasse Tyson.

Te skaliste pozostałości z czasów powstawania naszego Układu Słonecznego zawierają metale szlachetne od platyny i złota, po żelazo i nikiel. Wiele naturalnych surowców skrywa również nieodłączny towarzysz Ziemi. W przeciwieństwie do szybko poruszającej się asteroidy, Księżyc dysponuje silniejszym polem grawitacyjnym i możliwością wykorzystania energii słonecznej do wydobycia. Ale największym plusem jest bliska odległość, bo zaledwie trzy dni drogi z Ziemi.

Kiedy w lipcu 2019 roku wystartowała z Ziemi indyjska sonda Chandrayaan-2, jednym z jej zadań było zlokalizowanie zapasów helium-3 na Księżycu. To nie przypadek, że ten sam pierwiastek jest w centrum zainteresowania chińskiego programu księżycowego - popularny izotop gazu, którym napełnia się balony, jest postrzegany jako paliwo przyszłości.

- To idealne źródło czystej energii, które może zastąpić ropę, węgiel, gaz i rozwiązać zapotrzebowanie na energię na około 10 000 lat - wyjaśnił chiński kosmochemik Ouyang Ziyua.

Z pomocą tego samego procesu, który zachodzi w gwiazdach, hel-3 w elektrowniach przyszłości dostarczałby ludzkości energię bez radioaktywnych zanieczyszczeń, jak ma to miejsce w elektrowniach jądrowych. Jest także bardziej efektywny - 100 kilogramów helu-3 teoretycznie może zasilić miasto wielkości Warszawy przez cały rok. Problem w tym, że hel-3 jest niezwykle rzadki na Ziemi. Ten izotop pochodzi głównie z wiatrów słonecznych, przed którymi chroni nas atmosfera i pole magnetyczne. Za to na niezabezpieczonym Księżycu przez miliardy lat nagromadził się w powierzchniowej warstwie regolitu. Cena helia-3 osiągnęła wartość 40 000 $ za uncję (około 28 gramów), co czyni ją cenniejszą niż złoto o wartości 12 000 $ za uncję.

Izotop oprócz czystej energii można wykorzystać także do walki z terroryzmem i przy leczeniu chorób płuc. Zastosowany w detektorach potrafi wykryć przemycony materiał jądrowy np. pluton, a w rezonansie magnetycznym pozwala na uzyskanie obrazów płuc w czasie rzeczywistym.

"Złota asteroida" Psyche, krążąca wokół Słońca między Marsem a Jowiszem, jest nazywana najcenniejszym obiektem w Układzie Słonecznym. Metale szlachetne, z których się składa, są oszacowane na 700 bilionów dolarów - co po sprawiedliwym podziale wyniosłoby 93 miliardy dolarów za każdego żyjącego człowieka.

Byłoby to korzystne dla wszystkich, ale nie dla rynku - wydobycie surowców z Psyche zniszczyłoby światową gospodarkę. Dlatego metale szlachetne nie są głównym celem kosmicznych misji odkrywczych i wydobywczych.

Najcenniejszy surowiec w całym Układzie Słonecznym to... woda. Nie tylko nadaje się do picia, nawadniania oraz wytwarzania powietrza niezbędnego do oddychania. H₂O można łatwo poddać elektrolizie i podzielić na tlen i wodór, co jest podstawą produkcji paliwa rakietowego.

Amerykańska sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) wykryła duże zapasy lodu pod powierzchnią Księżyca - na biegunie południowym ocenia się na miliard ton lodu, na północnym 600 milionów ton. Sonda zarejestrowała także podziemną sieć tuneli lawowych, umożliwiających dotarcie do lodowca.

-Około 93% masy rakiety tworzy paliwo, które w dużej mierze zostaje wykorzystane do uwolnienia się z ziemskiej grawitacji. Ale sytuacja wyglądałaby znacznie inaczej, jakbyśmy mogli zatrzymać się na Księżycu i zatankować. To by znacznie obniżyło koszty eksploracji kosmosu - powiedział Naveen Jain, współzałożyciel Moon Express.

Księżyc mógłby się stać gigantyczną stacją benzynową w drodze na Marsa i dalej.

Grawitacja jest określana jako najsłabsza z czterech podstawowych sił naturalnych, ale zmaganie się z nią znacznie zwiększa koszt podróży kosmicznych. Aby pokonać przyciąganie grawitacyjne, w przypadku podróży z Ziemi na Marsa, należy osiągnąć prędkość około 13 km/s. To wymaga sporej rakiety, dużych zapasów paliwa i złożonych manewrów orbitalnych. W sumie cały ten zabieg jest wart około 15 000 $ na każdy kilogram ładunku wysłanego na Orbitę Ziemi. Grawitacja na Księżycu jest znacznie słabsza i droga na Marsa z powierzchni Ziemi wymagałyby niższej prędkości 2,9 km/s - jedna trzecia tego, co jest niezbędne, aby dotrzeć z Ziemi do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

-Transport ładunku z powierzchni Księżyca byłby do 20 razy wydajniejszy niż z Ziemi - powiedział Dale Tietz, dyrektor wykonawczy Shackleton Energy Company, firmy, która ma ambicje wydobywania wody z Księżyca. Wysłanie tony ładunku z powierzchni Ziemi w kosmos wymaga 19 ton paliwa, natomiast z powierzchni naszego satelity zaledwie 1 tony.

Oprócz interesów ekonomicznych zainteresowanie Księżycem ma także podłoże naukowe. Jak dotąd nie znamy żadnego innego miejsca w Układzie Słonecznym, gdzie panują idealne warunki dla radioastronomii. Mowa tu o ciemnej stronie Księżyca. Wielki Wybuch mający miejsce 13,8 miliarda lat temu, pozostawił po sobie "odciski" w postaci fal radiowych o niskiej częstotliwości. Elektromagnetyczne promieniowanie uwolnione około 380 000 lat po Wielkim Wybuchu pochodzi z każdej strony wszechświata jako tzw. reliktowe promieniowanie elektromagnetyczne. Ale zanim te pradawne echa młodego kosmosu dotrą do ziemskich radioteleskopów, zostaną zakłócone przez jonosferę Ziemi, elektromagnetyczny szum pochodzący z krótkofalówek, transmisji telewizyjnych czy komunikacji morskiej.

Natomiast teleskop umieszczony po drugiej stronie księżyca, mógłby odbierać te sygnały bez zakłóceń. Bez jonosfery, poza zasięgiem nadawania z Ziemi i przy znacznie rzadszej atmosferze teleskopy księżycowe mogłyby wychwycić fantastyczne obrazy egzoplanet i najstarszych galaktyk wszechświata. A to nie wszystko. Przez ostatnie 3 miliardy lat Księżyc był "nieaktywny", co oznacza, że krajobraz księżycowy ma w sobie zapisaną historię powstawania Układu Słonecznego. Księżycowy radioteleskop mógłby odpowiedzieć na odwieczne pytanie ludzkości o pochodzenie kosmosu.

Woda, hel i cudowne widoki to nie wszystko, co może nam zaoferować Księżyc. Na jego powierzchni znajduje się 15 nam znanych pierwiastków chemicznych, zwanych lantanowcami, które odgrywają kluczową rolę w procesie produkcji nowoczesnej elektroniki - bez tych pierwiastków nie mogłyby istnieć nasze smartfony, komputery, akumulatory samochodowe i urządzenia medyczne. Na naszym globie za wydobycie lantanowców w 90% odpowiadają Chiny, które wskazują, że zapasy wystarczą najwyżej na kolejne 20 lat.   Istnieją też obawy co do wydobycia prowadzonego na Księżycu.

Nie wiadomo, jak zmiana masy ciała naszego satelity wpłynie na zmianę jego orbity, a tym samym, jakie może to stanowić konsekwencje dla życia na Ziemi. Według obliczeń nie ma powodów do obaw. Księżyc waży 7,3 × 1022 kg. Jeżeli każdego dnia usunięto by jedną tonę surowca, to przez kolejne 220 milionów lat ciągłego wydobycia Księżyc straciłby 1% swojej masy.

Lena Szymańska