В интервью, которое Гаррисон Шмидт дал агентству AFP, речь идет не только о том, что Луна является уникальным свидетельством существования Солнечной системы несколько миллиардов лет назад. Шмидт, высадившийся на Луне в 1972 году, особо подчеркнул, что только на Луне можно добыть гелий-3 – изотоп вещества, которое в будущем в качестве горючего будет использоваться на термоядерных электростанциях. Про наличие на Луне больших запасов этого вещества было известно и ранее, но в свете смены руководства NASA и юбилея Лунной программы заявление Шмидта становится актуальным.
Горючее будущего
Гелий-3 – это изотоп, то есть атом, в котором на те же два протона, что у обычного гелия, приходится не два нейтрона, а один. Он встречается в земных условиях, но крайне редко: один грамм вещества стоит свыше $1 тыс., а все запасы на Земли ограничиваются тонной.
Сейчас, правда, и особенной надобности в нем никто не испытывает, кроме разве что немногочисленных лабораторий. Термоядерных реакторов, которые способны использовать гелий-3, пока не существует: человечество только начало строить первые установки, да и в них первоначально будет использоваться не гелий-3, а смесь изотопов водорода, потому что тритий и дейтерий поджечь легче. Кроме того, они имеют и ряд недостатков. Например, тритий-водород-3 радиоактивен. Пусть и не столь сильно, как отработанное ядерное топливо (тритий дает бета-излучение, а ОЯТ – полный набор от осколков ядер до гамма-лучей). Но гелий-3 стабилен, то есть распаду вообще не поддается.
$1 200 000 за килограмм топлива? Недорого!
Развернуть на Луне добычу гелия-3 будет весьма непросто. Одна тонна лунного грунта содержит всего 10 миллиграммов драгоценного термоядерного топлива. Это не столь радужная цифра, однако, если все работы по извлечению гелия-3 вести на Луне, к Земле отправится уже чистый груз стоимостью $1,2 млн за килограмм по ценам 2009 года. Для сравнения: килограмм золота в настоящее время стоит чуть больше $30 тыс., и драгоценный металл на фоне инертного газа кажется весьма недорогим.
Даже при такой баснословной цене гелий-3 жечь в термоядерных реакторах будет выгодно. Один грамм гелия-3 заменяет 15 т нефти, или чуть менее 100 баррелей. Такое количество нефти обойдется в $5 тыс. даже при цене $50 за баррель против $1200 в случае с гелием-3. Кроме того, в отличие от нефти изотоп гелия не дает никаких выбросов в атмосферу, по крайней мере при сжигании в реакторе.
Кадровый вопрос в лунном свете
Заявление Шмидта не стало сенсацией: идею о добыче гелия-3 выдвигали и до него. Однако в свете недавних кадровых перестановок в NASA популярное изложение масштабного проекта приобретает особый смысл. Предыдущий администратор аэрокосмического агентства Майкл Гриффин стремился вернуть американских астронавтов на Луну и для этой цели разрабатывал проект Constellation, который сейчас может быть либо отменен, либо существенно сокращен.
Пост руководителя NASA занял ранее летавший на шаттлах Чарльз Болден. И именно с учетом этого обстоятельства можно увидеть определенный политический смысл в том, что другой астронавт, ученый-геолог, побывавший на Луне, делает заявление о целесообразности освоения естественного спутника. Без завершения Constellation и строительства тяжелых ракет нельзя организовать на Луне постоянной базы, а без постоянной базы – открыть там карьеры и завод по добыче гелия-3.
Впрочем, в ближайшие десятилетия строительство первого горно-обогатительного комбината за пределами Земли вряд ли станет реальностью, но первые шаги к этому уже делаются. Подсчитано, например, что на завершение работ по строительству лунного корабля нужно приблизительно 10 лет. Но будет ли NASA финансировать эти работы, пока неясно. Именно подобного рода решения определят в итоге и перспективы термоядерной энергетики будущего.
Критика
Гелий-3 не радиоактивен, безвреден для здоровья, как и обычный гелий. В ходе термоядерных реакций с ним не образуется мощного потока нейтронного излучения (только протоны, с которыми справиться намного проще). Впрочем, эти достоинства гасятся аргументами о том, что поджечь гелий-3 сложнее, а добыть на Луне его непросто.
Если на Луне даже и будут построены реакторы, которые смогут "переварить" смесь гелия-3 и дейтерия (последний добывается из обычной воды, и с ним проблем никаких нет), доставка на спутник Земли тысяч тонн грузов может подорвать не только экономику, но и экологию нашей планеты. Кроме того, сверхтяжелые ракеты нанесут вред озоновому слою Земли или даже вызовут климатические изменения. Так, может, дешевле получать гелий-3 в ядерных реакторах? Как бы то ни было, детальный анализ всех факторов пока затруднен. Ясно лишь, что гелий-3 вполне может сыграть на волне интереса к новым источникам энергии роль катализатора для Лунной программы.