Aydaki Mineraller: teoriler, madencilik projeleri, toprak bileşimi ve gerekli teknolojik gelişme düzeyi

2024 Yazar: Henry Conors | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-12 14:13

Ay, Dünya'nın doğal bir uydusudur. Yarım asır önce, insan ilk kez onun yüzeyine ayak bastı. O zamandan beri, bu göksel nesnenin yüzeyinin ve iç kısmının doğrudan bilimsel çalışmaları için gerçek fırsatlar ortaya çıktı. Ay'da mineraller var mı? Bu kaynaklar nelerdir ve madencilik yapılabilir mi? Bu soruların cevaplarını yazımızda bulacaksınız.

Ay ve iç yapısı

Gezegenimizin tek bir doğal uydusu var - Ay. Tüm güneş sistemindeki Güneş'e en yakın uydudur. Ay, Dünya'dan 384.000 kilometre uzaklıktadır. Ekvator yarıçapı 1.738 km'dir ve bu da kabaca 0.27 Dünya'nın yarıçapına karşılık gelir.

Ay'daki minerallerden bahsetmeden önce, bu gök cisminin iç yapısını mümkün olduğunca detaylı bir şekilde anlatmalısınız. Peki bilim adamları bugün ne biliyor?

Dünya gezegeni gibi Ay da çekirdek, manto ve dış kabuktan oluşur. Ay çekirdeği nispeten küçüktür (çapı sadece 350 km). Çok fazla sıvı demir içerir, ayrıca nikel, kükürt ve diğer bazı elementlerin safsızlıkları da vardır. Çekirdeği çevreleyen, yaklaşık 4 milyar yıl önce (Ay'ın oluşumundan kısa bir süre sonra) magmanın kristalleşmesinden kaynaklanan kısmen erimiş bir malzeme tabakasıdır.

Ay kabuğunun kalınlığı 10 ila 105 kilometre arasında değişir. Ayrıca, uydunun Dünya'ya bakan tarafında kalınlığı belirgin şekilde daha küçüktür. Küresel olarak, ay kabartmasında iki bölge ayırt edilebilir: dağlık kıtasal ve alç altılmış - sözde ay denizleri. İkincisi, Ay yüzeyinin asteroitler ve meteorlar tarafından bombardımanı sonucu oluşan devasa kraterlerden başka bir şey değildir.

Ayın Yüzeyi

Ayaklarımızın altında kireçtaşları, kumtaşları, kil gibi çok metrelik bir tortul kaya tabakası olduğunu fark etmeye zaten alışkınız. Ama ay dünya değil. Burada her şey farklı şekilde düzenlenmiştir ve tortul kökenli kayalar yoktur ve olamaz. Uydumuzun tüm yüzeyi regolit veya "ay toprağı" ile kaplıdır. Bu, sürekli göktaşı bombardımanının bir sonucu olarak oluşan ince kırıntılı malzeme ve ince tozun bir karışımıdır.

Ay'ın regolit tabakasının kalınlığı onlarca metreyi bulabilir. Ve yüzeyin bazı bölgelerinde iki santimetreyi geçmez. Dıştan, bu katman gri-kahverengi bir toz örtüsünü andırıyor. Bu arada, kendim"Regolit" terimi iki Yunanca kelimeden gelir: "lithos" (taş) ve "rheos" (battaniye). İlginç bir şekilde, regolit kokusu astronotlara yanmış kahveyi hatırlattı.

Ay'dan bir kilogram madde taşımanın maliyetinin yaklaşık 40 bin dolar olduğu tahmin ediliyor. Bununla birlikte, Amerikalılar toplamda, uydu yüzeyinin farklı kısımlarından Dünya'ya 300 kilogramdan fazla regolit teslim ettiler. Bu, bilim adamlarının ay toprağının kapsamlı bir analizini yapmasına izin verdi.

Görünüşe göre, regolit gevşek ve oldukça heterojen. Aynı zamanda, bir oksit filminin olmamasıyla açıklanan topaklar halinde birbirine iyi yapışır. Regolitin üst katmanında (60 cm'den daha derin olmayan), bir milimetreye kadar olan parçacıklar baskındır. Ay toprağı tamamen susuz kalmış. Kompozisyon olarak Dünya'ya neredeyse benzeyen baz altlar ve plajiyoklazlara dayanmaktadır.

Peki, Ay'da regolit tabakasının altında mineral var mı? Bununla ilgili daha fazla bilgiyi makalemizde daha sonra öğreneceksiniz.

Aydaki Mineraller: tam liste

Dünya ve Ay'ın aslında üvey kardeş olduğunu unutmayın. Bu nedenle, tek uydumuzun bağırsaklarının herhangi bir mineral hissini gizlemesi olası değildir. Ama yine de, ayda hangi mineraller var? Hadi çözelim.

Petrol, kömür, doğal gaz… Bu mineral kaynakları Ay'da yoktur ve olamaz, çünkü hepsi biyojenik kökenlidir. Uydumuzda atmosfer veya organik yaşam olmadığı için oluşumlarıbasitçe imkansız.

Ancak, ayın bağırsaklarında çeşitli metaller bulunur. Özellikle demir, alüminyum, titanyum, toryum, krom, magnezyum. Ay regolitinin bileşimi ayrıca potasyum, sodyum, silikon ve fosfor içerir. 1998'de başlatılan otomatik gezegenler arası istasyon Lunar Prospector'ın yardımıyla, ay yüzeyinde belirli bir metalin lokalizasyonunu belirlemek de mümkün oldu. Örneğin, toryumun aydaki dağılımının haritası şuna benzer:

Genel olarak, tüm ay kayaları ve mineralleri üç gruba ayrılabilir:

Ay denizlerinin baz altları (piroksen, plajiyoklaz, ilmenit, olivin).
KREEP-kayaları (potasyum, fosfor, nadir toprak elementleri).
ANT-kayalar (norit, troktolit, anortozit).

Diğer şeylerin yanı sıra, Ay'da buz şeklinde önemli su rezervleri de keşfedildi (toplamda yaklaşık 1,6 milyar ton).

Helyum-3

Belki de Ay'daki fosil gelişimi açısından ana ve en umut verici olanı helyum-3 izotopudur. Dünyalılar bunu olası bir termonükleer yakıt olarak görüyorlar. Böylece, Amerikalı astronot Garrison Schmidt'e göre, bu hafif helyum izotopunun yakın gelecekte çıkarılması, Dünya'daki enerji krizi sorununu çözebilecek.

Helyum-3, bilim çevrelerinde sıklıkla "geleceğin yakıtı" olarak anılır. Dünya'da, son derece nadirdir. Bu izotopun gezegenimizdeki tüm rezervleri, bilim adamları tarafından bir tondan fazla olmadığı tahmin edilmektedir. Buna göre bir gram maddenin maliyeti bin dolara eşittir. Ancak bir gramhelyum-3, 15 tona kadar yağın yerini alabilir.

Ay yüzeyinde helyum-3 çıkarma sürecini kurmanın kolay olmayacağını belirtmekte fayda var. Sorun, bir ton regolitin sadece 10 mg değerli yakıt içermesidir. Yani, bu kaynağı uydumuzun yüzeyinde geliştirmek için gerçek bir madencilik ve işleme kompleksi inşa etmek gerekli olacaktır. Açıkçası, bu önümüzdeki on yıllarda mümkün değil.

Ay madenciliği projeleri

İnsanlık, Ay'ın kolonizasyonunu ve mineral kaynaklarının geliştirilmesini şimdiden ciddi bir şekilde düşünüyor. Ay'da teorik madencilik tamamen mümkündür. Ancak pratikte bunu uygulamak çok zordur. Nitekim bunun için uydumuzun yüzeyinde uygun bir endüstriyel altyapı oluşturmak gerekecektir. Ayrıca, ihtiyacınız olan her şeyin Dünya'dan getirilmesi gerekecek - malzeme, su, yakıt, ekipman, vb.

Ancak, belirli projeler zaten geliştiriliyor. Bu nedenle, Amerikan şirketi SEC, ay buzunun çıkarılmasına ve buna dayalı uzay aracı için yakıt üretimine ciddi şekilde katılmayı planlıyor. Bunun için hem robotların hem de yaşayan insanların kullanılması planlanıyor. 2017'nin sonunda NASA, uzay nesnelerinden kaynakların çıkarılması için teknolojik tekliflerle başvuruların kabul edildiğini duyurdu. Bu departmanın uzmanları, madenciliğin 2025 yılına kadar gerçek olmasını umuyor.

Ancak Çin, ay kabuğunda bulunan nadir toprak elementleriyle ciddi şekilde ilgileniyor. Çalışmak ve ustalaşmakBu kaynaktan ülke, ayda özel bir araştırma üssü kurmayı planlıyor. Rusya Federasyonu, önde gelen uzay güçlerinin gerisinde kalmıyor. 2025 yılına kadar Roscosmos, Ay'da madencilik için bir dizi robot yaratmayı planlıyor.

Sonuç olarak…

Ay'da bu şekilde mineral yoktur. En azından bu terimi dünyevi anlayışımızda. Bununla birlikte, ay kabuğunda, özellikle de regolitte bir takım metaller bulunmuştur. Bunlar arasında demir, alüminyum, titanyum, toryum, krom, magnezyum ve diğerleri bulunur. Ay yüzeyindeki mineral kaynaklarının çıkarılması teorik olarak mümkün, ancak pratikte henüz mümkün değil.