stringtranslate.com

Лунные ресурсы

Искусственно окрашенная мозаика , созданная из серии из 53 изображений, полученных с помощью трех спектральных фильтров системой формирования изображений «Галилео» во время пролета космического корабля над северными районами Луны 7 декабря 1992 года. Цвета обозначают различные материалы.
Лунный анортозит, собранный экипажем Аполлона-16 вблизи кратера Декарт.

Луна несет существенные природные ресурсы , которые могут быть использованы в будущем. [1] [2] Потенциальные лунные ресурсы могут включать в себя обрабатываемые материалы, такие как летучие вещества и минералы , а также геологические структуры, такие как лавовые трубки , которые вместе могут сделать возможным лунное проживание . Использование ресурсов на Луне может обеспечить средства снижения стоимости и риска лунных исследований и за их пределами. [3] [4]

Информация о лунных ресурсах, полученная в ходе орбитальных миссий и миссий по возвращению образцов, значительно расширила понимание потенциала использования ресурсов на месте (ISRU) на Луне, но эти знания пока недостаточны для полного обоснования выделения крупных финансовых ресурсов на реализацию кампании на основе ISRU. [5] Определение доступности ресурсов будет определять выбор мест для поселения людей. [6] [7]

Обзор

Лунные материалы могли бы способствовать дальнейшему исследованию Луны, способствовать научной и экономической деятельности в непосредственной близости как от Земли, так и от Луны (так называемое цислунарное пространство), или их можно было бы импортировать на поверхность Земли, где они бы вносили непосредственный вклад в мировую экономику. [1] Реголит ( лунный грунт ) — самый простой в получении продукт; он может обеспечить защиту от радиации и микрометеоритов, а также строительный и дорожный материал путем плавления. [8] Кислород из оксидов лунного реголита может быть источником метаболического кислорода и окислителя ракетного топлива. Водяной лед может обеспечить воду для радиационной защиты , жизнеобеспечения , кислорода и сырья для ракетного топлива. Летучие вещества из постоянно затененных кратеров могут обеспечить метан ( CH
4), аммиак ( NH
3), углекислый газ ( CO
2) и оксид углерода (CO). [9] Металлы и другие элементы для местной промышленности могут быть получены из различных минералов, найденных в реголите.

Известно, что Луна бедна углеродом и азотом , но богата металлами и атомарным кислородом , но их распределение и концентрации до сих пор неизвестны. Дальнейшие исследования Луны откроют дополнительные концентрации экономически полезных материалов, и то, будут ли они экономически пригодными для эксплуатации, будет зависеть от их ценности, а также от энергии и инфраструктуры, доступных для поддержки их добычи. [10] Для успешного применения на Луне метода использования ресурсов на месте (ISRU) выбор места посадки является обязательным, равно как и определение подходящих операций и технологий на поверхности.

Несколько космических агентств продолжают вести разведку с лунной орбиты, а посадочные модули и марсоходы ищут ресурсы и их скопления на месте (см.: Список миссий на Луну ).

Ресурсы

Солнечная энергия , кислород и металлы являются богатыми ресурсами на Луне. [12] Известно, что элементы , присутствующие на лунной поверхности, включают, среди прочего, водород (H), [1] [13] кислород (O), кремний (Si), железо (Fe), магний (Mg), кальций (Ca), алюминий (Al), марганец (Mn) и титан (Ti). Среди наиболее распространенных — кислород, железо и кремний. Содержание атомарного кислорода в реголите оценивается в 45% по весу. [14] [15]

Исследования, проведенные в рамках эксперимента по исследованию состава лунной атмосферы (LACE) миссии Apollo 17, показывают, что в экзосфере Луны содержатся следовые количества водорода (H2 ) , гелия (He), аргона (Ar) и, возможно, аммиака (NH3 ) , углекислого газа (CO2 ) и метана (CH4 ) . Несколько процессов могут объяснить наличие следовых газов на Луне: высокоэнергетические фотоны или солнечные ветры, реагирующие с материалами на поверхности Луны, испарение лунного реголита, отложения материалов от комет и метеороидов, а также выделение газа изнутри Луны. Однако это следовые газы в очень низкой концентрации. [16] Общая масса экзосферы Луны составляет примерно 25 000 килограммов (55 000 фунтов) при давлении на поверхности 3×10−15 бар (2×10−12 торр ). [17] Количества следовых газов вряд ли будут полезны для использования ресурсов на месте.

Солнечная энергия

Дневной свет на Луне длится около двух недель, за которыми следуют около двух недель ночи, при этом оба лунных полюса освещены почти постоянно. [18] [19] [20] На южном полюсе Луны есть область с краями кратеров, которые подвергаются почти постоянному солнечному освещению, однако внутренняя часть кратеров постоянно затенена от солнечного света.

Солнечные элементы могут быть изготовлены непосредственно на лунном грунте с помощью марсохода среднего размера (~200 кг) с возможностями нагрева реголита, испарения соответствующих полупроводниковых материалов для структуры солнечных элементов непосредственно на подложке из реголита и осаждения металлических контактов и межсоединений для завершения полной сборки солнечной батареи непосредственно на Земле. [21] Однако этот процесс требует импорта фторида калия с Земли для очистки необходимых материалов из реголита. [22]

Ядерная энергетика

Система ядерного деления Kilopower разрабатывается для надежной выработки электроэнергии, которая могла бы обеспечить долгосрочное существование пилотируемых баз на Луне, Марсе и в других местах. [23] [24] Эта система идеально подходит для мест на Луне и Марсе, где выработка электроэнергии от солнечного света является прерывистой. [24] [25] Уран и торий присутствуют на Луне, но из-за высокой плотности энергии ядерного топлива может быть более экономичным импортировать подходящее топливо с Земли, а не производить его на месте .

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) — это еще одна форма ядерной энергетики, которая использует естественный распад радиоизотопов, а не их вынужденное деление. Они использовались в космосе, в том числе на Луне, в течение десятилетий. Обычный процесс заключается в получении подходящих веществ с Земли, но плутоний-238 или стронций-90 можно было бы производить на Луне, если бы присутствовало сырье, такое как отработанное ядерное топливо (либо доставленное с Земли для переработки, либо произведенное местными реакторами деления). РИТЭГ можно было бы использовать для выработки энергии независимо от доступного солнечного света, как для лунных, так и для нелунных применений. РИТЭГи содержат вредные токсичные и радиоактивные материалы, что приводит к опасениям непреднамеренного распространения этих материалов в случае аварии. Поэтому протесты широкой общественности часто сосредоточены на поэтапном отказе от РИТЭГов (вместо этого рекомендуются альтернативные источники энергии) из-за переоценки опасностей радиации.

Более теоретическим лунным ресурсом является потенциальное топливо для ядерного синтеза . Гелий-3 привлек особое внимание СМИ, поскольку его содержание в лунном реголите выше, чем на Земле. Однако до сих пор ядерный синтез не использовался людьми контролируемым образом, высвобождая чистую полезную энергию (устройства, такие как термоядерный реактор, являются чистыми потребителями энергии, в то время как водородная бомба не является контролируемой реакцией синтеза). Кроме того, в то время как гелий-3 требуется для одного из возможных путей ядерного синтеза, другие вместо этого полагаются на нуклиды, которые легче получить на Земле, такие как тритий , литий или дейтерий .

Кислород

Содержание элементарного кислорода в реголите оценивается в 45% по весу. [15] [14] Кислород часто встречается в богатых железом лунных минералах и стеклах в виде оксида железа . Такие лунные минералы и стекла включают ильменит, оливин, пироксен, ударное стекло и вулканическое стекло. [26] Различные изотопы кислорода присутствуют на Луне в форме 16 O, 17 O и 18 O. [27]

Было описано не менее двадцати различных возможных процессов извлечения кислорода из лунного реголита [28] [29] , и все они требуют больших затрат энергии: от 2 до 4 мегаватт-лет энергии (т.е.(6–12) × 10 13  Дж ) для получения 1000 тонн кислорода. [1] В то время как извлечение кислорода из оксидов металлов также производит полезные металлы, использование воды в качестве сырья не дает этого. [1] Один из возможных методов получения кислорода из лунного грунта требует двух этапов. Первый этап включает восстановление оксида железа газообразным водородом (H 2 ) для образования элементарного железа (Fe) и воды (H 2 O). [26] Затем воду можно подвергнуть электролизу для получения кислорода, который можно превратить в жидкость при низких температурах и хранить. Количество выделяемого кислорода зависит от содержания оксида железа в лунных минералах и стекле. Производство кислорода из лунного грунта является относительно быстрым процессом, происходящим за несколько десятков минут. Напротив, извлечение кислорода из лунного стекла требует нескольких часов. [26]

Вода

На снимках, полученных с помощью орбитального аппарата LCROSS, облетающего южный полюс Луны, видны области постоянной тени.
На изображении показано распределение поверхностного льда (показано синим цветом) на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), полученное с помощью спектрометра NASA Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) на борту индийского орбитального аппарата Chandrayaan-1.

Совокупные доказательства, полученные от нескольких орбитальных аппаратов, убедительно указывают на то, что водяной лед присутствует на поверхности полюсов Луны, но в основном в районе южного полюса. [30] [31] Однако результаты этих наборов данных не всегда коррелируют. [32] [33] Было установлено, что совокупная площадь постоянно затененной лунной поверхности составляет 13 361 км 2 в северном полушарии и 17 698 км 2 в южном полушарии, что дает общую площадь 31 059 км 2 . [1] Степень, в которой любая или все из этих постоянно затененных областей содержат водяной лед и другие летучие вещества, в настоящее время неизвестна, поэтому необходимы дополнительные данные о залежах лунного льда, его распределении, концентрации, количестве, расположении, глубине, геотехнических свойствах и любых других характеристиках, необходимых для проектирования и разработки систем добычи и переработки. [33] [34] Преднамеренное воздействие орбитального аппарата LCROSS на кратер Кабеус отслеживалось для анализа образовавшегося шлейфа обломков, и был сделан вывод, что водяной лед должен быть в форме небольших (< ~10 см) отдельных кусков льда, распределенных по всему реголиту, или в виде тонкого покрытия на ледяных зернах. [35] Это, в сочетании с наблюдениями моностатического радара, предполагает, что водяной лед, присутствующий в постоянно затененных областях лунных полярных кратеров, вряд ли присутствует в форме толстых, чистых ледяных отложений. [35]

Вода могла быть доставлена ​​на Луну в течение геологических временных масштабов посредством регулярной бомбардировки водоносными кометами , астероидами и метеороидами [36] или непрерывно производиться на месте ионами водорода ( протонами ) солнечного ветра , воздействующими на минералы, содержащие кислород. [1] [37]

На южном полюсе Луны находится область с краями кратеров, которые практически постоянно подвергаются солнечному освещению, при этом внутренняя часть кратеров постоянно затенена от солнечного света, что обеспечивает естественное улавливание и сбор водяного льда, который можно будет добывать в будущем.

Молекулы воды ( H
2O ) может быть разложен с образованием молекулярного водорода ( H
2) и молекулярный кислород ( O
2) для использования в качестве ракетного двухкомпонентного топлива или для производства соединений для металлургических и химических производственных процессов. [3] Только производство топлива, по оценкам совместной группы промышленных, правительственных и академических экспертов, определило краткосрочный годовой спрос в размере 450 метрических тонн лунного топлива, что эквивалентно 2450 метрическим тоннам обработанной лунной воды, что принесет 2,4 миллиарда долларов США дохода в год. [25]

Водород

Склоны на лунной поверхности, обращенные к полюсам Луны, показывают более высокую концентрацию водорода. Это связано с тем, что склоны, обращенные к полюсам, меньше подвержены воздействию солнечного света, который может вызвать испарение водорода. Кроме того, склоны, расположенные ближе к полюсам Луны, показывают более высокую концентрацию водорода, около 45 ppmw. Существуют различные теории, объясняющие наличие водорода на Луне. Вода, содержащая водород, могла быть занесена на Луну кометами и астероидами. Кроме того, солнечный ветер, взаимодействующий с соединениями на лунной поверхности, мог привести к образованию водородсодержащих соединений, таких как гидроксил и вода. [38] Солнечный ветер внедряет протоны в реголит, образуя протонированный атом, который является химическим соединением водорода (H). Хотя связанного водорода много, остаются вопросы о том, сколько его диффундирует в недра, улетает в космос или диффундирует в холодные ловушки. [39] Водород понадобится для производства топлива, и он имеет множество промышленных применений. Например, водород может быть использован для производства кислорода путем восстановления ильменита водородом . [40] [41] [42]

Металлы

Железо

Железо (Fe) в изобилии содержится во всех морских базальтах (~14–17% по весу), но в основном заключено в силикатных минералах (т. е. пироксене и оливине ) и в оксидном минерале ильмените в низинах. [1] [44] Добыча будет весьма энергозатратной, но предполагается, что некоторые заметные лунные магнитные аномалии связаны с сохранившимися метеоритными обломками, богатыми железом. Только дальнейшие исследования in situ определят, верна ли эта интерпретация и насколько пригодными для эксплуатации могут быть такие метеоритные обломки. [1] Гематит, минерал, состоящий из оксида железа (Fe 2 O 3 ), был найден на Луне. Этот минерал является продуктом реакции между железом, кислородом и жидкой водой. Кислород из атмосферы Земли может вызывать эту реакцию, на что указывает большее количество гематита на стороне Луны, обращенной к Земле. [45]

Свободное железо также присутствует в реголите (0,5% по весу), естественным образом легированном никелем и кобальтом , и его можно легко извлечь с помощью простых магнитов после измельчения. [44] Эту железную пыль можно перерабатывать для изготовления деталей с использованием методов порошковой металлургии , [44] таких как аддитивное производство , 3D-печать , селективное лазерное спекание (SLS), селективная лазерная плавка (SLM) и электронно-лучевая плавка (EBM).

Титан

Титан (Ti) может быть сплавлен с железом, алюминием , ванадием и молибденом , среди других элементов, для производства прочных, легких сплавов для использования в аэрокосмической промышленности. Он существует почти исключительно в минерале ильмените (FeTiO 3 ) в диапазоне 5–8% по весу. [1] Ильменитовые минералы также улавливают водород (протоны) из солнечного ветра , так что обработка ильменита также даст водород, ценный элемент на Луне. [44] Обширные потоки базальтов на северо-западной стороне ( Mare Tranquillitatis ) обладают одними из самых высоких содержаний титана на Луне, [33] с 10 раз большим количеством титана, чем в породах на Земле. [46]

Алюминий

Алюминий (Al) содержится в концентрации от 10 до 18% по весу в минерале анортите ( CaAl
2Си
2О
8), [44] кальциевый конечный член ряда минералов плагиоклаза и полевого шпата. [1] Алюминий является хорошим проводником электричества , а распыленный алюминиевый порошок также становится хорошим твердым ракетным топливом при сжигании с кислородом. [44] Извлечение алюминия также потребует разрушения плагиоклаза (CaAl 2 Si 2 O 8 ). [1]

Кремний

Фотография куска очищенного кремния

Кремний (Si) является распространенным металлоидом во всем лунном материале, с концентрацией около 20% по весу. Он имеет огромное значение для производства солнечных панелей для преобразования солнечного света в электричество, а также стекла, стекловолокна и различных полезных керамических материалов. Достижение очень высокой чистоты для использования в качестве полупроводника было бы сложной задачей, особенно в лунной среде. [1] Преобразование кремния в кремний является энергоемким процессом. На Земле это обычно делается с помощью карботермического восстановления , процесса, который требует углерода, элемента, сравнительно дефицитного на Луне.

Кальций

Кристаллы анортита в базальтовой полости из Везувия , Италия (размер: 6,9 × 4,1 × 3,8 см)

Кальций (Ca) является четвертым по распространенности элементом в лунных высокогорьях, присутствует в минералах анортита (формула CaAl
2Си
2О
8). [44] [47] Оксиды кальция и силикаты кальция полезны не только для керамики, но чистый металлический кальций является гибким и отличным проводником электричества в отсутствие кислорода. [44] Анортит редок на Земле [48] , но широко распространен на Луне. [44]

Кальций также может быть использован для изготовления солнечных элементов на основе кремния , для чего требуются лунный кремний, железо, оксид титана, кальций и алюминий. [49]

При соединении с водой известь ( оксид кальция ) выделяет значительное количество тепла. Гашеная известь (гидроксид кальция) в то же время поглощает углекислый газ, который может использоваться в качестве (невосполняемого) фильтра. Полученный материал, карбонат кальция, обычно используется в качестве строительного материала на Земле.

Магний

Магний (Mg) присутствует в магмах и в лунных минералах пироксене и оливине , [50] поэтому предполагается, что магний более распространен в нижней части лунной коры. [51] Магний имеет множество применений в качестве сплавов для аэрокосмической, автомобильной и электронной промышленности.

Торий

Ториевая аномалия Комптона -Белковича — вулканический комплекс на обратной стороне Луны . [52] Он был обнаружен гамма-спектрометром в 1998 году и представляет собой область концентрированного тория , «плодородного» элемента. [52] [53]

Редкоземельные элементы

Редкоземельные элементы используются для производства всего, от электрических или гибридных транспортных средств, ветряных турбин , электронных устройств и технологий чистой энергии. [54] [55] Несмотря на свое название, редкоземельные элементы — за исключением прометия — относительно многочисленны в земной коре . Однако из-за своих геохимических свойств редкоземельные элементы обычно рассеяны и не часто встречаются в концентрированном виде в редкоземельных минералах ; в результате экономически выгодные месторождения руды встречаются реже. [56] Основные запасы имеются в Китае, Калифорнии, Индии, Бразилии, Австралии, Южной Африке и Малайзии, [57] но на Китай приходится более 95% мирового производства редкоземельных элементов. [58] (См.: Редкоземельная промышленность в Китае .)

Хотя имеющиеся данные свидетельствуют о том, что редкоземельные элементы менее распространены на Луне, чем на Земле, [59] НАСА рассматривает добычу редкоземельных минералов как жизнеспособный лунный ресурс [60], поскольку они демонстрируют широкий спектр промышленно важных оптических, электрических, магнитных и каталитических свойств. [1] KREEP — это части лунной поверхности, более богатые калием (« K » обозначает символ элемента), r — земные элементы и фосфор . Калий и фосфор — два из трех основных питательных веществ для растений, третьим является фиксированный азот (отсюда и удобрение NPK ), любая сельскохозяйственная деятельность на Луне потребует поставки этих элементов — будь то полученные на месте или привезенные из другого места, например, с Земли.

Гелий-3

По одной из оценок, солнечный ветер вынес на поверхность Луны более 1 миллиона тонн гелия-3 ( 3 He). [61] Материалы на поверхности Луны содержат гелий-3 в концентрациях, оцениваемых от 1,4 до 15 частей на миллиард (ppb) в освещенных солнцем областях, [1] [62] [63] и могут содержать концентрации до 50 ppb в постоянно затененных областях. [64] Для сравнения, гелий-3 в атмосфере Земли содержится в концентрации 7,2 частей на триллион (ppt).

Начиная с 1986 года [65] ряд людей предлагали использовать лунный реголит и гелий-3 для ядерного синтеза . [60] Хотя по состоянию на 2020 год функционирующие экспериментальные ядерные реакторы синтеза существуют уже десятилетиями [66] [67] — ни один из них еще не обеспечивал электроэнергией в коммерческих целях. [68] [69] Из-за низкой концентрации гелия-3 любому горнодобывающему оборудованию необходимо будет перерабатывать большие объемы реголита. По одной из оценок, для получения 1 грамма (0,035 унции) гелия-3 необходимо переработать более 150 тонн реголита. [70] Китай начал китайскую программу исследования Луны для исследования Луны и изучает перспективы лунной добычи, в частности, ища изотоп гелий-3 для использования в качестве источника энергии на Земле. [71] Не все авторы считают, что внеземное извлечение гелия-3 осуществимо, [68] и даже если бы было возможно извлечь гелий-3 с Луны, ни одна полезная конструкция термоядерного реактора не дала больше выходной мощности термоядерного синтеза , чем входной электрической мощности, что противоречит цели. [68] [69] Однако 13 декабря 2022 года Министерство энергетики США объявило, что «...понедельник, 5 декабря 2022 года, стал историческим днем ​​в науке благодаря невероятным людям из Ливерморской лаборатории и Национального центра зажигания», и что Национальный центр зажигания «провел первый в истории контролируемый эксперимент по термоядерному синтезу, чтобы достичь этой вехи, также известной как научная энергетическая безубыточность, то есть он произвел больше энергии из термоядерного синтеза, чем лазерная энергия, используемая для его приведения в действие». [72] Недостатком остается то, что гелий-3 является ограниченным лунным ресурсом, который может быть исчерпан после добычи. [10]

Углерод и азот

Углерод (C) необходим для производства лунной стали , но он присутствует в лунном реголите в следовых количествах (82 ppm [73] ), что обусловлено воздействием солнечного ветра и микрометеоритов. [74] Из-за чрезвычайно низких температур постоянно затененные области полюсов Луны имеют холодные ловушки, которые, возможно, содержат твердый диоксид углерода. [75] Присутствие углерода в основном обусловлено углеродом солнечного ветра, внедренным в объемный реголит. Углерод присутствует в углеродсодержащих льдах на лунных полюсах в концентрациях до 20% по весу. Однако большинство углеродсодержащих льдов имеют концентрацию углерода 0–3% по весу. Углеродсодержащие соединения, которые могут существовать, включают оксид углерода (CO), этилен (C 2 H 4 ), диоксид углерода (CO 2 ), метанол (CH 3 OH), метан (CH 4 ), карбонилсульфид (OCS), цианистый водород (HCN) и толуол (C 7 H 8 ). Эти соединения образуют примерно 5000 ppm элементарного углерода в образцах почвы, привезенных с Луны. Эти полярные регионы содержат C, H и O, которые могут служить источниками топлива для космических аппаратов на металоксе . [76]

Азот (N) был измерен в образцах почвы, привезенных на Землю, и он существует в следовых количествах менее 5 ppm. [77] Он был обнаружен в виде изотопов 14 N, 15 N и 16 N. [77] [78] До 87% азота, обнаруженного в лунном реголите, может поступать из несолнечных источников (не от Солнца ) или с других планет. Кометы и метеориты вносят менее ~10% азота из несолнечных источников. [79] Углерод и фиксированный азот потребуются для сельскохозяйственной деятельности в пределах изолированной биосферы .

Changesite–(Y)

Реголит для строительства

Развитие лунной экономики потребует значительного объема инфраструктуры на поверхности Луны, которая будет в значительной степени зависеть от технологий использования ресурсов на месте (ISRU) для разработки. Одним из основных требований будет предоставление строительных материалов для строительства мест обитания, складских помещений, посадочных площадок, дорог и другой инфраструктуры. [80] [81] Необработанный лунный грунт , также называемый реголитом , может быть превращен в пригодные для использования структурные компоненты, [82] [83] с помощью таких методов, как спекание , горячее прессование, разжижение , метод литого базальта , [20] [84] и 3D-печать . [80] Стекло и стекловолокно легко обрабатывать на Луне, и было обнаружено, что прочность материала реголита можно улучшить, используя стекловолокно, например, 70% базальтового стекловолокна и 30% смеси PETG . [80] Успешные испытания были проведены на Земле с использованием некоторых имитаторов лунного реголита , [85] включая MLS-1 и MLS-2 . [86]

Лунный грунт , хотя он и представляет проблему для любых механических движущихся частей, может быть смешан с углеродными нанотрубками и эпоксидными смолами при строительстве зеркал телескопов диаметром до 50 метров. [87] [88] [89] Несколько кратеров вблизи полюсов постоянно темные и холодные, что является благоприятной средой для инфракрасных телескопов . [90]

Некоторые предложения предполагают строительство лунной базы на поверхности с использованием модулей, привезенных с Земли, и покрытия их лунным грунтом . Лунный грунт состоит из смеси кремнезема и железосодержащих соединений, которые могут быть сплавлены в стеклообразное твердое вещество с помощью микроволнового излучения. [91] [92]

Европейское космическое агентство в сотрудничестве с независимой архитектурной фирмой в 2013 году провело испытания конструкции, напечатанной на 3D-принтере , которая могла бы быть построена из лунного реголита для использования в качестве лунной базы. [93] [94] [95] Напечатанный на 3D-принтере лунный грунт обеспечит как « радиационную , так и температурную изоляцию. Внутри будет находиться легкая надувная конструкция под давлением с такой же формой купола, которая станет средой обитания для первых поселенцев на Луне». [95]

В начале 2014 года НАСА профинансировало небольшое исследование в Университете Южной Калифорнии для дальнейшего развития технологии 3D-печати Contour Crafting . Потенциальные применения этой технологии включают строительство лунных структур из материала, который может состоять на 90 процентов из лунного материала , и только десять процентов материала требуют транспортировки с Земли. [96] НАСА также рассматривает другую технологию, которая будет включать спекание лунной пыли с использованием маломощного (1500 Вт) микроволнового излучения. Лунный материал будет связан путем нагревания до 1200–1500 °C (2190–2730 °F), что несколько ниже точки плавления, для того, чтобы сплавить пыль наночастиц в твердый блок, который похож на керамику и не потребует транспортировки связующего материала с Земли. [97]

Добыча полезных ископаемых

Существует несколько моделей и предложений по эксплуатации лунных ресурсов, однако лишь немногие из них учитывают устойчивость. [98] Для достижения устойчивости и обеспечения того, чтобы будущие поколения не столкнулись с бесплодной лунной пустыней из-за бессмысленных практик, требуется долгосрочное планирование. [98] [ 99] [100] Чтобы быть по-настоящему устойчивой, лунная добыча должна была бы внедрять процессы, которые не используют и не производят токсичные материалы, и минимизировали бы отходы посредством циклов переработки. [98] [81]

Скаутинг

Многочисленные орбитальные аппараты картировали состав лунной поверхности, включая Clementine , Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), Artemis orbiter , SELENE , Lunar Prospector , Chandrayaan и Chang'e , и это лишь некоторые из них, в то время как советская программа «Луна» и программа «Аполлон» доставили лунные образцы на Землю для проведения обширных анализов. По состоянию на 2019 год началась новая «лунная гонка», в рамках которой ведется разведка лунных ресурсов для поддержки баз с экипажами .

В 21 веке китайская программа исследования Луны [101] [ 102] реализует поэтапный подход к постепенному развитию технологий и разведке ресурсов для пилотируемой базы, запланированной на 2030-е годы, согласно китайскому государственному информационному агентству Синьхуа . [103] Индийская программа Chandrayaan в первую очередь сосредоточена на понимании лунного водного цикла и на картировании расположения и концентраций минералов с орбиты и на месте . Российская программа Luna-Glob планирует и разрабатывает серию посадочных модулей, марсоходов и орбитальных аппаратов для разведки и научных исследований, а в конечном итоге для использования методов использования ресурсов на месте (ISRU) с намерением построить и эксплуатировать собственную пилотируемую лунную базу в 2030-х годах. [104] [105]

США изучают Луну уже несколько десятилетий, и в 2019 году они приступили к реализации программы коммерческих лунных грузовых перевозок (CLPS) для поддержки пилотируемой программы Artemis , обе из которых направлены на разведку и разработку лунных ресурсов для создания долгосрочной пилотируемой базы на Луне, а затем, в зависимости от извлеченных уроков, перехода к пилотируемой миссии на Марс . [106] Планировалось, что лунный марсоход NASA Resource Prospector будет заниматься разведкой ресурсов в полярной области Луны, и его запуск запланирован на 2022 год. [107] [108] Концепция миссии находилась на стадии предварительной разработки, и прототип марсохода проходил испытания, когда он был отменен в апреле 2018 года. [109] [107] [108] Его научные приборы будут использоваться вместо этого в нескольких коммерческих миссиях спускаемых аппаратов, контрактованных программой CLPS NASA, которая направлена ​​на тестирование различных лунных процессов ISRU путем посадки нескольких полезных грузов на несколько коммерческих роботизированных посадочных аппаратов и марсоходов. Первые контракты на полезную нагрузку были заключены 21 февраля 2019 года, [110] [111] и будут летать в отдельных миссиях. CLPS будет информировать и поддерживать программу NASA Artemis , что приведет к созданию пилотируемого лунного форпоста для длительного пребывания. [106]

Европейская некоммерческая организация призвала к глобальному синергетическому сотрудничеству между всеми космическими агентствами и странами вместо «Лунной гонки»; эта предлагаемая совместная концепция называется « Лунная деревня » . [112] «Лунная деревня» стремится создать видение, в котором могут процветать как международное сотрудничество, так и коммерциализация космоса. [113] [114] [115]

Некоторые ранние частные компании, такие как Shackleton Energy Company , [116] Deep Space Industries , Planetoid Mines, Golden Spike Company , Planetary Resources , Astrobotic Technology и Moon Express , планируют частные коммерческие разведывательные и горнодобывающие предприятия на Луне. [1] [117]

В 2024 году американский стартап Interlune объявил о планах добычи гелия на Луне для экспорта обратно на Землю. Первая миссия планирует использовать программу NASA Commercial Lunar Payload Services для прибытия на Луну. [118]

Методы извлечения

Обширные лунные моря состоят из базальтовых лавовых потоков. В их минералогии доминирует комбинация пяти минералов: анортитов (CaAl 2 Si 2 O 8 ), ортопироксенов ( (Mg,Fe)SiO 3 ), клинопироксенов ( Ca(Fe,Mg)Si 2 O 6 ), оливинов ( (Mg,Fe) 2 SiO 4 ) и ильменита ( FeTiO 3 ), [1] [48] все они в изобилии встречаются на Луне. [119] Было предложено, чтобы плавильные заводы могли перерабатывать базальтовую лаву, чтобы разбить ее на чистый кальций, алюминий, кислород, железо, титан, магний и кварцевое стекло. [120] Европейское космическое агентство выделило финансирование компании Metalysis в 2020 году для дальнейшей разработки процесса FFC Cambridge для извлечения титана из реголита с получением кислорода в качестве побочного продукта. [121] Необработанный лунный анортит также может быть использован для изготовления стекловолокна и других керамических изделий. [120] [44] Другое предложение предусматривает использование фтора, привезенного с Земли в виде фторида калия, для отделения сырья от лунных пород. [122]

Правовой статус горнодобывающей промышленности

Хотя лунные модули разбросали вымпелы Советского Союза по Луне, а флаги Соединенных Штатов были символически установлены в местах их приземления астронавтами «Аполлона» , ни одна страна не претендует на право собственности на какую-либо часть поверхности Луны, [123] а международный правовой статус добычи космических ресурсов остается неясным и спорным. [124] [125]

Пять договоров и соглашений [126] международного космического права охватывают «неприсвоение космического пространства какой-либо страной, контроль над вооружениями, свободу исследования, ответственность за ущерб, причиненный космическими объектами, безопасность и спасание космических кораблей и астронавтов, предотвращение вредного вмешательства в космическую деятельность и окружающую среду, уведомление и регистрацию космической деятельности, научные исследования и эксплуатацию природных ресурсов в космическом пространстве, а также урегулирование споров». [127]

Россия, Китай и США являются участниками Договора о космосе 1967 года (ДКП), [128] который является наиболее широко принятым договором, насчитывающим 104 участника. [129] Договор ДКП предлагает неточные руководящие принципы для новых видов космической деятельности, таких как добыча полезных ископаемых на Луне и астероидах , [130] и поэтому остается спорным вопрос о том, подпадает ли добыча ресурсов под запретительный язык присвоения или использование охватывает коммерческое использование и эксплуатацию. Хотя его применимость к эксплуатации природных ресурсов остается спорной, ведущие эксперты в целом согласны с позицией, высказанной в 2015 году Международным институтом космического права (МИКП), в которой говорится, что «ввиду отсутствия четкого запрета на изъятие ресурсов в Договоре о космосе можно сделать вывод, что использование космических ресурсов разрешено». [131]

Договор о Луне 1979 года представляет собой предлагаемую структуру законов для разработки режима подробных правил и процедур для упорядоченной эксплуатации ресурсов. [132] [133] Этот договор будет регулировать эксплуатацию ресурсов, если она «регулируется международным режимом» правил (статья 11.5), [134] но консенсуса не было, и точные правила коммерческой добычи не были установлены. [135] Договор о Луне был ратифицирован очень немногими странами, и, таким образом, предполагается, что он не имеет большого значения в международном праве. [136] [137] Последняя попытка определить приемлемые подробные правила эксплуатации завершилась в июне 2018 года после того, как С. Нил Хозенболл, который был генеральным юрисконсультом НАСА и главным переговорщиком США по Договору о Луне, решил, что переговоры по правилам добычи в Договоре о Луне следует отложить до тех пор, пока не будет установлена ​​осуществимость эксплуатации лунных ресурсов. [138]

В поисках более четких нормативных положений частные компании в США обратились к правительству США и легализовали добычу полезных ископаемых в космосе в 2015 году, приняв Закон США о конкурентоспособности коммерческих космических запусков 2015 года . [139] Аналогичные национальные законодательства, легализующие внеземное присвоение ресурсов, теперь копируются другими странами, включая Люксембург, Японию, Китай, Индию и Россию. [130] [140] [141] [142] Это вызвало международный правовой спор о правах на добычу полезных ископаемых с целью получения прибыли. [140] [137] В 2011 году эксперт по правовым вопросам заявил, что международные вопросы «вероятно будут урегулированы в ходе обычного хода освоения космоса». [137] В апреле 2020 года президент США Дональд Трамп подписал указ о поддержке добычи полезных ископаемых на Луне. [143]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmnopq Кроуфорд, Ян (2015). «Лунные ресурсы: обзор». Прогресс в физической географии . 39 (2): 137–167. arXiv : 1410.6865 . Bibcode :2015PrPhG..39..137C. doi :10.1177/0309133314567585. S2CID  54904229.
  2. ^ Юхао Лу и Рамаа Г. Редди. Извлечение металлов и кислорода из лунного грунта. Архивировано 23 ноября 2021 г. на кафедре металлургии и материаловедения Wayback Machine ; Университет Алабамы, Таскалуса, Алабама. США. 9 января 2009 г.
  3. ^ ab M. Anand, IA Crawford, M. Balat-Pichelin, S. Abanades, W. van Westrenen, G. Péraudeau, R. Jaumann, W. Seboldt. «Луна и вероятные начальные приложения использования ресурсов на месте (ISRU)». Planetary and Space Science ; том 74; выпуск 1; декабрь 2012 г., стр.: 42—48. doi :10.1016/j.pss.2012.08.012.
  4. ^ Джеральд Б. Сандерс, Микаэль Дьюл. Итоговый отчет NASA In-Situ Resource Utilization (ISRU) Capability Roadmap. Архивировано 05.09.2020 на Wayback Machine . 19 мая 2005 г.
  5. ^ SA Bailey. «Lunar Resource Prospecting». Lunar ISRU 2019: Developing a New Space Economy Through Lunar Resources and Their Utilization. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  6. ^ DC Barker. «Лунные ресурсы: от поиска до создания спроса». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  7. ^ JL Heldmann, AC Colaprete, RC Elphic и DR Andrews. «Выбор места посадки и его влияние на операции миссии по разведке ресурсов с использованием роботов». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  8. ^ Алекс Игнатьев и Эллиот Кэрол. «Использование лунного вакуумного укладчика/ровера для устранения опасных пылевых шлейфов на поверхности Луны». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  9. ^ BR Blair. «Развивающиеся рынки лунных ресурсов». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  10. ^ Дэвид, Леонард (7 января 2015 г.). «Является ли добыча полезных ископаемых на Луне экономически целесообразной?». Space.com .
  11. ^ Тейлор, Стюарт Р. (1975). Лунная наука: взгляд после Аполлона . Оксфорд: Pergamon Press . стр. 64. ISBN 978-0-08-018274-2.
  12. ^ Хьюго, Адам (2020-06-24) [Апрель 2019]. «Почему лунный Южный полюс?». Космический ресурс . Получено 2024-05-16 .
  13. ^ С. Морис. «Распределение водорода на поверхности Луны» (PDF) .
  14. ^ ab Laurent Sibille, William Larson. Кислород из реголита. Архивировано 05.09.2020 в Wayback Machine . NASA . 3 июля 2012 г.
  15. ^ ab Gregory Bennett. Проект «Артемида» — как получить кислород с Луны. Архивировано 05.09.2020 в Wayback Machine . Artemis Society International . 17 июня 2001 г.
  16. ↑ Администратор, NASA (07.06.2013). «Есть ли атмосфера на Луне?». NASA . Получено 27.04.2022 .
  17. ^ "Информационный бюллетень о Луне". nssdc.gsfc.nasa.gov . Получено 2022-04-27 .
  18. ^ Шпейерер, Эмерсон Дж.; Робинсон, Марк С. (2013). «Постоянно освещенные области на лунных полюсах: идеальные места для будущих исследований». Icarus . 222 (1): 122–136. Bibcode :2013Icar..222..122S. doi :10.1016/j.icarus.2012.10.010. ISSN  0019-1035.
  19. ^ Gläser, P., Oberst, J., Neumann, GA, Mazarico, E., Speyerer, EJ, Robinson, MS (2017). «Условия освещения на лунных полюсах: последствия для будущих исследований». Planetary and Space Science , т. 162, стр. 170–178. doi :10.1016/j.pss.2017.07.006
  20. ^ ab Spudis, Paul D. (2011). «Lunar Resources: Unlocking the Space Frontier». Ad Astra . National Space Society . Получено 30 апреля 2023 г.
  21. ^ Алекс Игнатьев, Питер Каррери, Дональд Садоуэй и Эллиот Кэрол. «Использование лунных ресурсов для генерации энергии на Луне». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  22. ^ Лэндис, Джеффри А. (2005-12-01). Очистка материалов для производства солнечных батарей на Луне (отчет).
  23. ^ Скоци, Коллин (18 июня 2019 г.). «Концепция NASA по выработке энергии в глубоком космосе немного KRUSTY». Spaceflight Insider .
  24. ^ ab Андерсон, Джина; Уиттри, Ян (2 мая 2018 г.). «Демонстрация доказывает, что система ядерного деления может обеспечить электроэнергию для исследования космоса». Пресс-релиз НАСА . Получено 16 мая 2024 г.
  25. ^ ab Дэвид, Леонард (2019-03-15). «Добыча полезных ископаемых на Луне могла бы действительно сработать при правильном подходе». Space.com . Получено 2024-05-16 .
  26. ^ abc Allen, Carlton C.; McKay, David S. (1995). «Производство кислорода из лунного грунта». SAE Transactions . 104 : 1285–1290. ISSN  0096-736X. JSTOR  44612041.
  27. ^ Wiechert, U.; Halliday, AN; Lee, D.-C.; Snyder, GA; Taylor, LA; Rumble, D. (2001). «Изотопы кислорода и гигантский удар, формирующий Луну». Science . 294 (5541): 345–348. Bibcode :2001Sci...294..345W. doi :10.1126/science.1063037. ISSN  0036-8075. JSTOR  3084837. PMID  11598294. S2CID  29835446.
  28. ^ Хепп, Алоизиус Ф.; Линн, Дайан Л.; Грот, Мэри Ф.; Лэндис, Джеффри А.; Колвин, Джеймс Э. (1994). «Производство и использование металлов и кислорода для лунного движения». Journal of Propulsion and Power . 10 (16): 834–840. doi :10.2514/3.51397. hdl : 2060/19910019908 . S2CID  120318455.
  29. ^ Ларри Фризен. Процессы получения кислорода на Луне. Архивировано 18 января 2022 г. на Wayback Machine . Artemis Society International . 10 мая 1998 г.
  30. ^ «Наличие льда на полюсах Луны подтверждено». Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) . 20 августа 2018 г. Получено 16 мая 2024 г.
  31. ^ "Вода на Луне: прямое доказательство столкновения Чандраян-1 с Луной…". Планетарное общество . 7 апреля 2010 г. Получено 16 мая 2024 г.
  32. ^ HM Brown. «Определение богатых ресурсами лунных постоянно затененных регионов». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  33. ^ abc JE Gruener. «Лунная северо-западная ближняя сторона: цена прямо перед вашими глазами». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  34. ^ Дэвид, Леонард (13 июля 2018 г.). «Добыча лунного льда: планы разведки начинают обретать форму». Space.com .
  35. ^ ab LM Jozwiak, GW Patterson, R. Perkins. «Мини-РЧ моностатические радиолокационные наблюдения постоянно затененных полов кратеров». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  36. ^ Элстон, Д.П. (1968) «Характер и геологическая среда обитания потенциальных месторождений воды, углерода и редких газов на Луне», Геологические проблемы лунных и планетарных исследований, Труды симпозиума AAS/IAP, Серия AAS «Наука и технологии», Приложение к «Достижениям в астронавтических науках», стр. 441.
  37. ^ "NASA – Lunar Prospector". lunar.arc.nasa.gov. Архивировано из оригинала 2016-09-14 . Получено 2015-05-25 .
  38. ^ Штайгервальд, Билл (27.02.2015). «LRO обнаруживает больше водорода на склонах Луны, обращенных к полюсам». NASA . Получено 27.04.2022 .
  39. ^ HL Hanks. «Перспективное исследование по сбору частиц солнечного ветра с помощью захвата лунного реголита». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  40. ^ P. Reiss, F. Kerscher и L. Grill. «Термогравиметрический анализ восстановления ильменита и NU-LHT-2M с водородом и метаном». Lunar ISRU 2019: Developing a New Space Economy Through Lunar Resources and Their Utilization. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  41. ^ HM Sargeant, F. Abernethy, M. Anand1, SJ Barber, S. Sheridan, I. Wright и A. Morse. «Экспериментальная разработка и тестирование восстановления ильменита для демонстрации лунного ISRU с PRO SPA». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  42. ^ JW Quinn. «Электростатическое обогащение лунного реголита; обзор предыдущих испытаний как отправная точка для будущей работы». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  43. ^ «Исследование Луны – Руководство для учителя с заданиями, NASA EG-1997-10-116 - Rock ABCs Fact Sheet» (PDF) . NASA. Ноябрь 1997 . Получено 19 января 2014 .
  44. ^ abcdefghij Марк Прадо. Основные лунные минералы. Архивировано 01.08.2019 в Wayback Machine . Проекты по использованию ресурсов Луны и астероидов вблизи Земли в ближайшей перспективе (ПОСТОЯННО). Доступ 1 августа 2019 г.
  45. ^ «Луна ржавеет, и исследователи хотят знать, почему». Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) . Получено 27.04.2022 .
  46. ^ Space com Staff (11.10.2011). «Луна, полная драгоценного титана, обнаружил зонд NASA». Space.com . Получено 16.05.2024 .
  47. ^ "SMART-1 обнаруживает кальций на Луне". www.esa.int . 8 июня 2005 г. Получено 16 мая 2024 г.
  48. ^ ab Deer, WA; Howie, RA; Zussman, J. (1966). Введение в породообразующие минералы . Лондон, Англия: Longman. стр. 336. ISBN 0-582-44210-9.
  49. ^ А. Игнатьев и А. Фрейндлих. Новая архитектура для космических солнечных энергосистем: изготовление кремниевых солнечных элементов с использованием ресурсов на месте. Архивировано 01.01.2019 в Wayback Machine . NIAC 2-е ежегодное собрание, 6–7 июня 2000 г.
  50. ^ Рао, ДБ; Чоудари, УВ; Эрстфельд, ТЕ; Уильямс, Р.Дж.; Чанг, Я.А. (1979-01-01). «Процессы экстракции для производства алюминия, титана, железа, магния и кислорода и неземные источники». НАСА. Исследовательский центр Эймса, Космические ресурсы и космические поселения .
  51. ^ Кордиерит-шпинель троктолит, новая богатая магнием литология из лунных нагорий. Science . Том 243, выпуск 4893. 17 февраля 1989 г. {{doi}10.1126/science.243.4893.925}}.
  52. ^ ab Jolliff, BL; Tran, TN; Lawrence, SJ; Robinson, MS; et al. (2011). Compton-Belkovich: Nonmare, Silicic Volcanism on the Moon's Dark Side (PDF) . 42nd Lunar and Planetary Science Conference . Получено 14 мая 2012 г.
  53. ^ Лоуренс, DJ; Элфик, RC; Фельдман, WC; Гасно, O.; Дженетей, I.; Морис, S.; Преттиман, TH (март 2002 г.). Малогабаритные ториевые улучшения на поверхности Луны . 33-я ежегодная конференция по науке о Луне и планетах. Гарвардский университет . Bibcode : 2002LPI....33.1970L.
  54. ^ "Китай может не ввести новую квоту на экспорт редкоземельных металлов в 2011 году: отчет". Reuters . 31 декабря 2010 г.
  55. ^ Медейрос, Карлос Агиар Де; Требат, Николас М.; Медейрос, Карлос Агиар Де; Требат, Николас М. (июль 2017 г.). «Преобразование природных ресурсов в промышленное преимущество: на примере редкоземельной промышленности Китая». Бразильский журнал политической экономии . 37 (3): 504–526. дои : 10.1590/0101-31572017v37n03a03 . ISSN  0101-3157.
  56. ^ Haxel, G.; Hedrick, J.; Orris, J. (2002). Stauffer, Peter H.; Hendley II, James W. (ред.). "Rare Earth Elements—Critical Resources for High Technology" (PDF) . Геологическая служба США. Информационный бюллетень USGS: 087-02 . Получено 13.03.2012 . Однако, в отличие от обычных цветных и драгоценных металлов , REE имеют очень небольшую тенденцию концентрироваться в пригодных для эксплуатации рудных месторождениях. Следовательно, большая часть мировых поставок REE поступает всего из нескольких источников.
  57. ^ Голдман, Джоан Абель (апрель 2014 г.). «Индустрия редкоземельных металлов в США: ее рост и упадок». Журнал истории политики . 26 (2): 139–166. doi :10.1017/s0898030614000013. ISSN  0898-0306. S2CID  154319330.
  58. ^ Це, Пуй-Кван. «USGS Report Series 2011–1042: China's Rare-Earth Industry». pubs.usgs.gov . Получено 2018-04-04 .
  59. ^ AA Mardon, G. Zhou, R. Witiw. «Лунные редкоземельные минералы для коммерциализации». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  60. ^ ab "Лунная золотая лихорадка: как могла бы работать добыча на Луне". Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) . 28 мая 2019 г. Получено 16 мая 2024 г.
  61. ^ LJ Wittenberg, EN Cameron, GL Kulcinski, SH Ott, JF Santarius, GI Sviatoslavsky, IN SViatoslavsky и HE Thompson. Обзор ресурсов и приобретения 3He для использования в качестве термоядерного топлива. Архивировано 14 мая 2020 г. в Wayback Machine . Технология термоядерного синтеза , том 21, 1992 г.; выпуск 4; стр.: 2230–2253; 9 мая 2017 г. doi : 10.13182/FST92-A29718.
  62. ^ Исследовательские проекты FTI: добыча 3He на Луне. Архивировано 04.09.2006 на Wayback Machine . Fti.neep.wisc.edu. Получено 08.11.2011.
  63. ^ EN Slyuta; AM Abdrahimov; EM Galimov (2007). "Оценка вероятных запасов гелия-3 в лунном реголите" (PDF) . Lunar and Planetary Science XXXVIII (1338): 2175. Bibcode :2007LPI....38.2175S.
  64. ^ Cocks, FH (2010). " 3 He в постоянно затененных лунных полярных поверхностях". Icarus . 206 (2): 778–779. Bibcode :2010Icar..206..778C. doi :10.1016/j.icarus.2009.12.032.
  65. ^ Хедман, Эрик Р. (16 января 2006 г.). «Увлекательный час с Джеральдом Кульчински». The Space Review .
  66. ^ "Корейский термоядерный реактор достиг рекордной плазмы – World Nuclear News". www.world-nuclear-news.org . Получено 2020-05-30 .
  67. ^ "Термоядерный реактор – Принципы магнитного удержания". Encyclopedia Britannica . Получено 2020-05-30 .
  68. ^ abc Day, Дуэйн (28 сентября 2015 г.). «Заклинание гелия-3». The Space Review . Получено 11 января 2019 г.
  69. ^ ab "Ядерный синтез: WNA". world-nuclear.org . Ноябрь 2015. Архивировано из оригинала 2015-07-19 . Получено 2019-07-22 .
  70. ^ Святославский, IN (ноябрь 1993 г.). "Проблема добычи He-3 на поверхности Луны: как все части подходят друг к другу" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2019-01-20 . Получено 22-07-2019 .Технический отчет Висконсинского центра космической автоматизации и робототехники WCSAR-TR-AR3-9311-2.
  71. ^ Дэвид, Леонард (4 марта 2003 г.). «Китай излагает свои лунные амбиции». Space.com . Архивировано из оригинала 16 марта 2006 г. Получено 20 марта 2006 г.
  72. ^ "Национальная лаборатория DOE творит историю, достигнув зажигания термоядерного синтеза". Energy.gov . Получено 2023-01-02 .
  73. ↑ Углерод на Луне. Архивировано 13 июня 2010 г. в Wayback Machine Artemis Society International . 8 августа 1999 г.
  74. ↑ Колин Тревор Пиллинджер и Джеффри Эглинтон. «Химия углерода в лунном реголите». Философские труды Королевского общества . 1 января 1997 г. doi :10.1098/rsta.1977.0076.
  75. ^ Американский геофизический союз. «Впервые подтверждены холодные ловушки углекислого газа на Луне». phys.org . Получено 27.04.2022 .
  76. ^ Кэннон, Кевин М. (2021-04-27). «Доступный углерод на Луне». arXiv : 2104.13521 [astro-ph.EP].
  77. ^ ab Ричард Х. Беккер и Роберт Н. Клейтон. Содержание азота и изотопный состав в лунных образцах. Архивировано 23 июля 2019 г. в Wayback Machine . Труды конференции по науке о Луне, 6-я (1975); стр.: 2131–2149. Bibcode : 1975LPSC....6.2131B.
  78. ^ Фюри, Эвелин; Барри, Питер Х.; Тейлор, Лоуренс А.; Марти, Бернард (2015). «Местный азот на Луне: ограничения, полученные в результате анализа сопряженного азота и благородных газов морских базальтов». Earth and Planetary Science Letters . 431 : 195–205. Bibcode : 2015E&PSL.431..195F. doi : 10.1016/j.epsl.2015.09.022. ISSN  0012-821X.
  79. ^ Мортимер, Дж.; Верховский, А. Б.; Ананд, М. (15.11.2016). «Преимущественно несолнечное происхождение азота в лунных почвах». Geochimica et Cosmochimica Acta . 193 : 36–53. Bibcode : 2016GeCoA.193...36M. doi : 10.1016/j.gca.2016.08.006 . ISSN  0016-7037. S2CID  99355135.
  80. ^ abc Брэд Баклз, Роберт П. Мюллер и Натан Гелино. «Аддитивная технология строительства для лунной инфраструктуры». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г.
  81. ^ ab AK Hayes, P. Ye, DA Loy, K. Muralidharan, BG Potter и JJ Barnes. «Аддитивное производство лунных композитов на основе минералов». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г.
  82. ^ "Местные лунные строительные материалы". ДОКУМЕНТ AIAA 91-3481 . Получено 14.01.2007 .
  83. ^ "Использование ресурсов на месте (ISRU) – NASA" . Получено 2024-05-16 .
  84. ^ "Cast Basalt" (PDF) . Ultratech. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-08-28 . Получено 2007-01-14 .
  85. ^ Джеральд Б. Сандерс, Уильям Э. Ларсон. Название: Интеграция использования ресурсов на месте в исследование Луны/Марса с помощью полевых аналогов. Архивировано 23 июля 2019 г. в Wayback Machine . Космический центр имени Джонсона в НАСА. 2010 г.
  86. ^ Такер, Деннис С.; Этридж, Эдвин К. (11 мая 1998 г.). Обработка стекловолокна из ресурсов Луны/Марса (PDF) . Труды конференции Американского общества инженеров-строителей, 26–30 апреля 1998 г. Альбукерке, Нью-Мексико, США. 19990104338. Архивировано из оригинала (PDF) 2000-09-18.
  87. ^ Naeye, Robert (6 апреля 2008 г.). «Ученые НАСА разработали метод создания гигантских лунных телескопов». Goddard Space Flight Center . Получено 27 марта 2011 г.
  88. ^ Лоуман, Пол Д.; Лестер, Дэниел Ф. (ноябрь 2006 г.). «Строить астрономические обсерватории на Луне?». Physics Today . Т. 59, № 11. стр. 50. Архивировано из оригинала 7 ноября 2007 г. Получено 16 февраля 2008 г.
  89. ^ Белл, Труди (9 октября 2008 г.). «Телескопы с жидким зеркалом на Луне». Science News . NASA . Получено 27 марта 2011 г. .
  90. ^ Чандлер, Дэвид (15 февраля 2008 г.). «MIT возглавит разработку новых телескопов на Луне». MIT News . Получено 27 марта 2011 г.
  91. ^ "Лунные грязевые фабрики? Взгляд на то, как реголит может стать ключом к постоянным аванпостам на Луне". The Space Monitor . 2007-06-18 . Получено 30 апреля 2023 г.
  92. ^ Blacic, James D. (1985). «Механические свойства лунных материалов в условиях безводного жесткого вакуума: применение структурных компонентов из лунного стекла». Лунные базы и космическая деятельность 21-го века : 487–495. Bibcode : 1985lbsa.conf..487B.
  93. ^ "Строительство лунной базы с помощью 3D-печати / Технологии / Наша деятельность / ЕКА". Esa.int. 2013-01-31 . Получено 2014-03-13 .
  94. ^ "Foster + Partners работает с Европейским космическим агентством над 3D-печатью конструкций на Луне". Foster + Partners. 31 января 2013 г. Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 г. Получено 3 февраля 2013 г.
  95. ^ ab Diaz, Jesus (2013-01-31). «Вот как на самом деле могла бы выглядеть первая лунная база». Gizmodo . Получено 2013-02-01 .
  96. ^ "План NASA по строительству домов на Луне: Космическое агентство поддерживает технологию 3D-печати, которая может построить базу". TechFlesh . 2014-01-15. Архивировано из оригинала 2014-01-16 . Получено 2014-01-16 .
  97. ^ Стедман, Ян (1 марта 2013 г.). «Гигантские роботы-пауки НАСА могут напечатать на 3D-принтере лунную базу с помощью микроволн (Wired UK)». Wired UK . Получено 13.03.2014 .
  98. ^ abc AA Ellery. «Устойчивое использование лунных ресурсов на месте = долгосрочное планирование». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  99. ^ G. Harmer. «Интеграция проектов ISRU для создания устойчивой экономики в космосе». Lunar ISRU 2019: Разработка новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  100. ^ AA Mardon, G. Zhou, R. Witiw. «Этическое поведение при коммерциализации Луны». Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики с помощью лунных ресурсов и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  101. ^ Девлин, Ханна (21 января 2019 г.). «Поле битвы за Луну: как Китай планирует выиграть лунную космическую гонку». The Guardian .
  102. ^ Бендер, Брайан (13 июня 2019 г.). «Новая лунная гонка началась. Китай уже впереди?». Politico .
  103. ^ «У Китая нет графика высадки человека на Луну: главный ученый». Синьхуа . 19 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 5 октября 2012 г.
  104. ^ "Россия планирует колонизировать Луну к 2030 году, сообщает газета". The Moscow Times . 8 мая 2014 г. Архивировано из оригинала 19 июля 2017 г. Получено 8 мая 2014 г.
  105. ^ Литвак, Максим (2016). «Видение Российского космического агентства о роботизированных поселениях на Луне» (PDF) . ИКИ/Роскосмос.
  106. ^ ab От Луны до Марса. Архивировано 25 июля 2019 г. на Wayback Machine NASA. Доступ 23 июля 2019 г.
  107. ^ ab Grush, Loren (27 апреля 2018 г.). «NASA отказывается от миссии на поверхность Луны — как раз тогда, когда оно должно было сосредоточиться на возвращении на Луну». The Verge .
  108. ^ ab Бергер, Эрик (27 апреля 2018 г.). «Новый руководитель NASA сталкивается с ранним испытанием своей приверженности высадкам на Луну». ARS Technica .
  109. ^ Resource Prospector Архивировано 2019-03-08 в Wayback Machine . Advanced Exploration Systems, NASA. 2017.
  110. ^ Ричардсон, Дерек (26 февраля 2019 г.). «NASA выбирает эксперименты для полетов на борту коммерческих лунных посадочных модулей». Spaceflight Insider .
  111. ^ Зонди, Дэвид (21 февраля 2019 г.). «NASA выбирает 12 лунных экспериментов, которые могут быть реализованы в этом году». New Atlas .
  112. ^ Foust, Jeff (26 декабря 2018 г.). «Городское планирование для Лунной деревни». Space News .
  113. ^ Ян Вёрнер, генеральный директор ЕКА. Лунная деревня: видение глобального сотрудничества и Space 4.0 Архивировано 16 октября 2019 г. на Wayback Machine . Апрель 2016 г.
  114. ^ Дэвид, Леонард (2016-04-26). «Европа стремится к международной «лунной деревне»». Space.com . Получено 2024-05-16 .
  115. ↑ Лунная деревня: люди и роботы вместе на Луне. Архивировано 04.06.2019 в Wayback Machine . ЕКА. 1 марта 2016 г.
  116. ↑ Уолл, Майк (14 января 2011 г.). «Добыча воды на Луне: вопросы и ответы с Биллом Стоуном из Shackleton Energy». space.com . Получено 30 апреля 2023 г. .
  117. ^ Хенниган, У. Дж. (2011-08-20). «MoonEx стремится прочесать Луну в поисках редких материалов». Los Angeles Times . Получено 10 апреля 2011 г. Машины MoonEx предназначены для поиска материалов, которые редко встречаются на Земле, но встречаются везде: от аккумулятора автомобиля Toyota Prius до систем наведения крылатых ракет.
  118. ^ Итон, Кит (14 марта 2024 г.). «Космический стартап Interlune выходит из режима скрытности, чтобы начать разработку лунных ресурсов».
  119. ^ "Значительные лунные минералы" (PDF) . Использование ресурсов на месте (ISRU) . NASA . Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2016 года . Получено 23 августа 2018 года .
  120. ^ ab "Mining and Manufacturing on the Moon". NASA. Архивировано из оригинала 2006-12-06 . Получено 2007-01-14 .
  121. ^ «Metalysis получает контракт ESA на разработку процесса FFC». Институт материалов, минералов и горного дела.
  122. ^ Лэндис, Джеффри. «Очистка лунных материалов для производства солнечных батарей на Луне» (PDF) . NASA. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-10-09 . Получено 2007-03-26 .
  123. ^ "Может ли какое-либо государство претендовать на часть космического пространства как на свою собственность?". Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . Архивировано из оригинала 21 апреля 2010 года . Получено 28 марта 2010 года .
  124. ^ Дэвид, Леонард (25 июля 2014 г.). «Добыча полезных ископаемых на Луне? Права собственности на космические объекты все еще неясны, говорят эксперты». Space.com .
  125. ^ Уолл, Майк (14 января 2011 г.). «Идея добычи полезных ископаемых на Луне поднимает юридические вопросы, связанные с Лунной инфраструктурой». Space.com .
  126. ^
    • Договор 1967 года о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела (« Договор по космосу »).
    • Соглашение 1968 года о спасании космонавтов, возвращении космонавтов и возвращении объектов, запущенных в космическое пространство (« Соглашение о спасании »).
    • Конвенция о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами, 1972 года (« Конвенция об ответственности »).
    • Конвенция 1975 года о регистрации объектов, запускаемых в космическое пространство (« Конвенция о регистрации »).
    • Соглашение 1979 года о деятельности государств на Луне и других небесных телах (« Договор о Луне »).
  127. ^ Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства. «Договоры и принципы Организации Объединенных Наций по космическому праву». unoosa.org . Получено 23 февраля 2019 г.
  128. ^ «Сколько государств подписали и ратифицировали пять международных договоров, регулирующих использование космического пространства?». Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства . 1 января 2006 г. Архивировано из оригинала 21 апреля 2010 г. Получено 28 марта 2010 г.
  129. ↑ Юридический подкомитет Комитета по мирному использованию космического пространства: пятьдесят пятая сессия. Архивировано 19 января 2019 г. в Wayback Machine, Вена, Австрия, 4–15 апреля 2016 г. Пункт 6 предварительной повестки дня: Статус и применение пяти договоров Организации Объединенных Наций по космосу.
  130. ^ ab Сенджути Маллик и Раджешвари Пиллай Раджагопалан. Если космос — «провинция человечества», кому принадлежат его ресурсы? Архивировано 10 мая 2020 г. в Wayback Machine . The Observer Research Foundation . 24 января 2019 г. Цитата 1: «Договор о космосе (ДКП) 1967 г., считающийся глобальной основой правового режима космоса, […] оказался недостаточным и двусмысленным в обеспечении четких правил для новых видов космической деятельности, таких как добыча полезных ископаемых на астероидах». *Цитата 2: «Хотя ДКП прямо не упоминает деятельность по «добыче полезных ископаемых», в соответствии со статьей II космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, «не подлежит национальному присвоению путем притязания на суверенитет» посредством использования, оккупации или любыми другими способами».
  131. ^ "Институциональная структура для провинции всего человечества: уроки Международного органа по морскому дну для управления коммерческой космической добычей полезных ископаемых". Джонатан Сидней Кох. "Институциональная структура для провинции всего человечества: уроки Международного органа по морскому дну для управления коммерческой космической добычей полезных ископаемых". Astropolitics , 16:1, 1–27, 2008. doi :10.1080/14777622.2017.1381824
  132. ^ Луи де Гуйон Матиньон. Соглашение о Луне 1979 года. Архивировано 06.11.2019 на Wayback Machine . Правовые вопросы космоса . 17 июля 2019 г.
  133. ^ JK Schingler и A. Kapoglou. «Common Pool Lunar Resources». Архивировано 25 июля 2020 г. на Wayback Machine . Lunar ISRU 2019: Developing a New Space Economy Through Lunar Resources and Their Utilization. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, Мэриленд.
  134. ↑ Организация Объединенных Наций (5 декабря 1979 г.). «Соглашение о Луне». www.unoosa.org . Получено 16 мая 2024 г. Резолюция 34/68, принятая Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций. 89-е пленарное заседание; 5 декабря 1979 г.
  135. ^ Фабио Тронкетти. Применимость текущих международных правовых рамок к деятельности в области космических ресурсов. Архивировано 20 октября 2020 г. на Wayback Machine . Симпозиум по космическому праву IISL/ECSL 2017 г., Вена, Австрия. 27 марта 2017 г.
  136. ^ Листнер, Майкл (24 октября 2011 г.). «Договор о Луне: провал международного права или ожидание в тени?». The Space Review .
  137. ^ abc Джеймс Р. Уилсон. Регулирование космической среды посредством международного соглашения: Договор о Луне 1979 года. Архивировано 03.08.2020 в Wayback Machine . Fordham Environmental Law Review , том 2, номер 2, статья 1, 2011.
  138. ^ Белдавс, Видвудс (15 января 2018 г.). «Просто исправьте Лунный договор». The Space Review .
  139. ^ HR 2262 – Закон США о конкурентоспособности коммерческих космических запусков. 114-й Конгресс (2015–2016 гг.) Архивировано 19 ноября 2015 г. на Wayback Machine . Спонсор: Представитель Маккарти, Кевин. 5 декабря 2015 г.
  140. ^ ab Дэвис, Роб (6 февраля 2016 г.). «Добыча полезных ископаемых на астероидах может стать новым рубежом освоения космоса: проблема в том, чтобы сделать это законно». The Guardian .
  141. ^ Ridderhof, R. (18 декабря 2015 г.). «Космическая добыча полезных ископаемых и (американское) космическое право». Библиотека Дворца Мира . Архивировано из оригинала 27 февраля 2019 г. Получено 26 февраля 2019 г.
  142. ^ «Закон предоставляет новую нормативную базу для космической торговли | RegBlog». www.regblog.org . 31 декабря 2015 г. Получено 28.03.2016 г.
  143. ^ Уолл, Майк (6 апреля 2020 г.). «Трамп подписывает указ о поддержке добычи полезных ископаемых на Луне и освоении ресурсов астероидов». Space.com .