Content uploaded by A. Vidmachenko
Author content
All content in this area was uploaded by A. Vidmachenko on Dec 11, 2020
Content may be subject to copyright.
Minerals will be mined on the Moon.
1,2Vidmachenko A.P., 2,3Steklov A.F.
1National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.
2Main Astronomical Observatory of the National Academy of Sciences of Ukraine.
3International Academy of Personnel Management. vida@mao.kiev.ua, stec36@i.ua.
On the Moon, large amounts of various resources have already been discovered, starting with
gases, water, minerals, and ending with metals and helium-3 were found there. It is potentially
interesting in use as a fuel in nuclear fusion. The amount of helium-3 available can be measured in
hundreds of millions of tons. And its development can be done in an open way. Water is another type
of potentially important resource. Thorough studies show the presence of billions of tons of water ice
on the Moon, both in near-polar craters, and on the rest of surface at a certain depth. A mining of
existing minerals on our satellite will become a reality only after the creation of a permanent special
base on the surface, or under it, permanently.
On the Moon, large amounts of various resources have already been discovered, starting with
gases, water, minerals, and ending with metals [1, 3, 9]. For example, huge amounts of such an isotope
as helium-3 were found there. It is potentially interesting in use as a fuel in nuclear fusion. Modern
atomic reactors use atomic decay energy, whereas in nuclear synthesis, hydrogen atoms combine to
form helium. At the same time, a huge amount of energy is released. Since the atmosphere on the
Moon is absent, it means that its surface was bombarded by charged particles for billions of years,
and a significant part of them could penetrate into such a surface. These particles could also be
helium-3, which can now be extracted by heating the lunar rock and then collecting the produced gas.
The amount of helium-3 thus available can be measured in hundreds of millions of tons. And its
development can be done in an open way. Nuclear fusion of this type is a much more environmentally
friendly process for the reason that it does not release additional neutrons. Moreover, of the energy
itself is produced much more than during the passage of the fission reaction. And, moreover, during
nuclear fusion, there are no such unpleasant consequences as the presence of a significant amount of
radioactive waste.
Helium-3 on Earth is available in very small quantities. Therefore, now, while nuclear fusion is
not developed enough, a kilogram of this substance is worth millions of US dollars. If you have to
extract this substance at outside of the Earth, then it would be most logical to start searching on the
surface of the Moon. According to some data, the delivery of a kilogram of substance to the moon by
spacecraft is now $ 25,000 US. Thus, all resources extracted in space should have a high demand for
a quick payback of expenses at each launch. This is especially important for the prospects of
developing appropriate resources beyond the orbit of the Moon. Water is another type of potentially
important resource. After all, it is necessary to provide by water each of the subsequent missions to
deep space. Thorough studies show the presence of billions of tons of water ice on the Moon, both in
the near-polar craters, where temperatures can drop to 50 K, and on the rest of the surface at a certain
depth.
It is there that the water ice is supposed to be melted and then the resulting water must be cleaned.
Further, water can be converted to O2 and to hydrogen peroxide; after that, these gases should be
condensed into liquid oxygen, hydrogen, hydrogen peroxide. These chemicals are a potential type of
rocket fuel. That is, the extracted water can be used to turn into rocket fuel while providing
communication on the lower part of the near-Earth orbit, conducting space tourism, removing space
debris, ensuring human activity on the Moon and in more remote areas of space [8]. Also, unmanned
all-terrain vehicles can be delivered to the moon in order to explore possible water deposits. A full
mining of existing minerals on our satellite will become a reality only after the creation of a permanent
special base on the surface, or under it, permanently [2, 4-7].
Полезные ископаемые будем добывать на Луне.
1,2Видьмаченко А. П., 2,3Стеклов А. Ф.
1Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины.
2 Главная астрономическая обсерватория НАН Украины.
3Международная академия управления персоналом. vida@mao.kiev.ua, stec36@i.ua.
На Луне уже обнаружены большие объемы разных ресурсов, начиная с газов, воды,
минералов, заканчивая металлами [1, 3, 9]. Например, там найдены огромные количества
такого изотопа как гелий-3. Он потенциально интересный в качестве использования как
топливо при ядерном синтезе. В современных атомных реакторах используют энергию
атомного распада, тогда как при ядерном синтезе водородные атомы соединяются, образуя
гелий. При этом, выделяется огромное количества энергии. Поскольку атмосфера на Луне
отсутствует, то это значит, что ее поверхность на протяжении миллиардов лет
бомбардировалась заряженными частичками, и значительная часть из них могла внедриться в
такую поверхность. Этими частицами мог быть и гелий-3, который сейчас можно будет
извлекать при нагревании лунной породы и затем собирать получаемый газ. Объем
доступного таким образом гелия-3 может измеряться сотнями миллионов тонн. А его
выработку можно проводить открытым способом. Ядерный синтез такого типа – процесс
значительно более экологичный по той причине, что он не выделяет дополнительных
нейтронов. Причем, самой энергии при этом производится намного больше, чем при
прохождении реакции деления. И, кроме того, при ядерном синтезе отсутствуют такие
неприятные последствия, как наличие значительного количества радиоактивных отходов.
Гелий-3 на Земле доступен в очень незначительных объемах. Поэтому сейчас, пока ядерный
синтез разработан недостаточно, килограмм этого вещества стоит миллионы долларов
США. Если добывать это вещество придется вне Земли, то логичнее всего следует начать
поиски на поверхности Луны. Согласно некоторым данным, доставка килограмма вещества на
Луну космическими аппаратами сейчас составляет 25000 $US. Таким образом, все
добываемые в космосе ресурсы, должны иметь высокий спрос для быстрой окупаемости
расходов при каждом запуске. Это особенно важно для перспектив разработки
соответствующих ресурсов дальше орбиты Луны.
Вода является еще одним видом потенциально важным ресурсов. Ведь именно ею
необходимо обеспечить каждую из последующих миссий в дальний космос. Тщательные
исследования показывают наличие миллиардов тонн водяного льда на Луне, как в
приполярных кратерах, где температура может опускаться до 50 К, так и на остальной части
поверхности на некоторой глубине. Именно там водяной лед предполагается плавить и затем
очищать полученную воду. Далее воду можно превращать в О2 и в перекись водорода; после
этого эти газы следует конденсировать в жидкие кислород, водород, перекись водорода. Эти
химические вещества являются потенциальным видом ракетного топлива. То есть,
добываемая вода может использоваться для превращения в ракетное топливо при обеспечении
связи на нижней части околоземной орбиты, проведении космического туризма, удалении
космического мусора, для обеспечения деятельности человека на Луне и в более удаленных
областях космического пространства [8]. Также на Луну можно доставлять беспилотные
вездеходы с целью проведения разведки возможных водных месторождений. А полноправная
добыча имеющихся полезных ископаемых на нашем спутнике станет реальностью только по
окончании создания на поверхности, или под ней постоянно действующей специальной базы
[2, 4-7].
References.
1. Bandfield J. L., Poston M. J., Klima R.l L., Edwards Ch. S. (2018) Widespread distribution of
OH/H2O on the lunar surface inferred from spectral data // Nature Geoscience, vol. 11, Issue 3, p.
173-177.
2. Burlak Ol., Zaetz I., Soldatkin Ol., Rogutskyy I., Danilchenko B., Mikheev Ol., de Vera J.-P.,
Vidmachenko A., Foing B., Kozyrovska N. The inducible CAM plants in putative lunar lander
experiments // 38th COSPAR Scientific Assembly. Held 18-25 July 2010, in Bremen, Germany, p.11.
3. Jedicke R., Sercel J., Gillis-Davis J., Morenz K. J., Gertsch L. (2018) Availability and delta-v
requirements for delivering water extracted from near-Earth objects to cis-lunar space // Planetary
and Space Science, 159, p. 28-42.
4. Morozhenko A. V. and Vidmachenko A. P. (2004) Moon Base and Problems of Global Changes
on the Earth // Journal of Automation and Information Sciences. vol. 36, Issue 11, p. 27-31.
5. Shkuratov Yu. G., Lytvynenko L.M., Shulga V.M., Yatskiv Ya.S., Vidmachenko A.P., Kyslyuk
V.S. Objectives of a prospective Ukrainian orbiter mission to the Moon // Advances in Space
Research. 2003, vol. 31, no. 11, p. 2341-2345.
6. Vid’Machenko A. P., Morozhenko A. V. (2004) Mapping of physical characteristics of the
Moon's superficial layer and ultra-violet polarimetry from a lunar orbital station // Kosmichna Nauka
i Tekhnologiya, vol. 10, no. 5/6, p. 21 - 27.
7. Vid’machenko A. P., Morozhenko A.V. (2005) Mapping of the physical characteristics and
mineral composition of a superficial layer of the Moon or Mars and ultra-violet polarimetry from the
orbital station // 36th Lunar and Planetary Science Conference, March 14-18, 2005, League City,
Texas, #1015.
8. Vidmachenko A. P. and Morozhenko O. V. (2014) The physical characteristics of surface
Earth-like planets, dwarf and small (asteroids) planets, and their companions, according to distance
studies // Main Astronomical Observatory NAS of Ukraine, National University of Life and
Environmental Sciences of Ukraine. Kyiv, Publishing House "Profi". -388 p.
9. Vidmachenko A.P. (2018) Water in Solar system // 20 International scientific conference
Astronomical School of Young Scientists. May 23–24 2018. The program and abstracts. Uman,
Ukraine, p. 91-93.
