Polska może zostać liderem w wydobyciu minerałów na Księżycu – uważa naukowiec

W maju Polska Agencja Kosmiczna podsumowała prawie roczne konsultacje dotyczące polskiej misji księżycowej. Wzięło w nim udział ponad 20 podmiotów, a efektem ich pracy były cztery koncepcje misji. Zwycięski projekt MIRORES został przygotowany przez interdyscyplinarny zespół pod kierunkiem dr Jakuba Ciążeli z Instytutu Nauk Geologicznych PAN.

Celem projektu jest poszukiwanie minerałów na Księżycu.

„Po pierwsze skupiamy się na wystrzeleniu misji orbitalnej. Prowadzimy negocjacje z Ministerstwem Rozwoju i Technologii. Ważnym kryterium w dyskusjach była wykonalność misji” – powiedział dr Oskar Karczewski, dyrektor Departamentu Badań i Innowacji w POLSA, odpowiedzialny za projekt konsultacji sektorowych w sprawie misji na Księżyc.

Naukowcy przygotują instrument, który będzie rejestrował promieniowanie dalekiej podczerwieni. Zostanie zainstalowany na satelicie, który będzie okrążał Księżyc w odległości około 200 km od jego powierzchni w pierwszej fazie misji i około 50 km w drugiej fazie. Satelita będzie także wyposażony w komputer pokładowy, anteny, systemy nawigacji i panele słoneczne. Być może jest też spektrometr rentgenowski i kamera optyczna. Szacuje się, że całość projektu będzie kosztować ok. 100 milionów złotych.

Geolog planetarny dr Jakub Ciążela powiedział: „Jeśli chcemy budować bazy na Księżycu, potrzebujemy złóż. Zaproponowaliśmy zbudowanie instrumentu, który będzie wykorzystywał daleką podczerwień do wykrywania złóż minerałów.

„Wiemy, że niektóre zdeponowane minerały pochłaniają znaczną część tego promieniowania. Rejestrując emisję promieni podczerwonych będziemy mogli oszacować wielkość i jakość złoża. Dowiemy się, czy stanowią one 10, 20 czy 50 procent danego minerału.

Jego zespół pracuje nad instrumentem od 2018 roku. Pierwotnie miał on służyć do eksploracji Marsa, jednak jest uniwersalny.

„Geologia Księżyca, Marsa i Ziemi jest bardzo podobna pod względem zestawu minerałów i skał. Różnią się jedynie ich proporcje i warunki, w jakich można je ekstrahować. Szczególnie skupimy się na poszukiwaniach ilmenitu, czyli tlenku żelaza i tytanu, oraz troilitu, czyli siarczku żelaza” – powiedział PAP Ciążela.

Dodał, że surowce nie będą sprowadzane na Ziemię. Wyjątkiem może być izotop helu-3, który jest niezwykle drogi i cenny energetycznie.

Zapytany, do czego te surowce będą potrzebne na Księżycu – skoro nie zostaną sprowadzone na Ziemię – naukowiec odpowiedział, że zostaną wykorzystane we wszystkich aspektach związanych z budową baz księżycowych.

Ciążela powiedział: „Aby zbudować bazy na Księżycu, potrzebne są materiały budowlane. Beton jest trudny do wyprodukowania na Księżycu, ponieważ nie ma wystarczającej ilości wody. Woda, którą znajdziemy, będzie przeznaczona wyłącznie do picia. Ale uda nam się stworzyć beton siarkowy – materiał budowlany sprawdzony na Ziemi, trwały w warunkach próżni i częściowo odporny na zmiany temperatur, jakie mamy na Księżycu. Do budowy konstrukcji metalowych potrzebne będzie żelazo i tytan – tak samo jak na Ziemi. Złoto, srebro i miedź są doskonałymi przewodnikami.

Według geologa pierwsza społeczność, która zamieszka na Księżycu, będzie działać w oparciu o nowoczesne technologie, a do stworzenia przewodników potrzebne będzie złoto, srebro i miedź.

„Nasz instrument może również wykryć tlen, który można wykorzystać jako paliwo rakietowe. Łatwiej jest wystrzelić rakietę z Księżyca, ponieważ jest mniejsza grawitacja, a do lotów można wykorzystać tlen. Nie tylko loty powrotne na Ziemię, ale także te do bardziej odległych części Układu Słonecznego” – powiedział Ciążela.

Według naukowca jedynym surowcem, którego transport na Ziemię będzie opłacalny, będzie izotop helu, hel-3. Jego pozyskanie na Ziemi jest bardzo drogie, a na Księżycu jest go mnóstwo. Pomogłoby to rozwiązać problem deficytu energii. We Francji zakończono już budowę eksperymentalnej instalacji termojądrowej ITER, która będzie wykorzystywać hel-3.

Ciążela mówił dalej: „Na Księżycu jest dużo helu-3, bo nie ma tam magnetosfery i gaz łatwo dociera do powierzchni. Wychwytuje go minerał – ilmenit. Jeśli wykryjemy ilmenit, możemy automatycznie założyć, że następuje również wzrost zawartości helu-3. Jeśli uda nam się opracować technologię ekstrakcji helu i oddzielenia helu-3 od helu-4, opłacalne będzie sprowadzenie go na Ziemię. Tutaj z kolei można by ją wykorzystać do syntezy termojądrowej, dzięki której będziemy w stanie wygenerować duże ilości energii.

Dodał, że szukanie minerałów na orbicie Księżyca jest łatwiejsze niż szukanie minerałów na orbicie Ziemi, bo nie ma tam pary wodnej.

„Praktycznie nie ma tam atmosfery. Para wodna zakłóca daleką podczerwień, dlatego nie opracowano tej technologii, bo nie miała ona zastosowania. Dopiero przemysł kosmiczny stworzył taką możliwość, bo to zaczęło mieć sens” – mówił Ciążela.

Naukowiec uważa, że ​​Polska ma szansę stworzyć pionierski projekt, za którym pójdą inne kraje.

Powiedział: „Jeśli chodzi o poszukiwanie surowców w kosmosie, jesteśmy jednym z czołowych zespołów, a może liderem. Naszą mocną stroną jest interdyscyplinarny zespół (kilkadziesiąt osób), co nie jest tak oczywiste w sektorze kosmicznym, zdominowanym głównie przez fizyków i astronomów. Geolodzy w zespole to nowe zjawisko, które daje im szansę na wyróżnienie się.

Dodał, że kilka krajów usilnie stara się znaleźć niszę, która uczyniłaby je liderami w eksploracji kosmosu. Chińczycy przygotowali już mapę geologiczną Księżyca.

Powiedział: „Do tej pory większość wysiłków skupiała się na poszukiwaniu wody na Księżycu i głównie Amerykanie specjalizowali się w tym w ramach programu ARTEMIS. Polska wiedziała, że ​​na tym obszarze nie uda nam się do nich dotrzeć. Jednak wydobycie innych surowców na Księżycu to obszar, w którym Polska może wskoczyć na pozycję lidera.

„NASA może być partnerem strategicznym – być łącznikiem pomiędzy programem ARTEMIS, którego celem jest poszukiwanie wody, a naszym programem, w którym koncentrujemy się na wydobyciu metali, siarki, tlenu, helu-3 i gazów. Ale ostatecznie wyniki obu programów muszą zostać ze sobą powiązane przy wyznaczaniu placów budowy baz księżycowych, gdzie występują zasoby wody, energii i metali.

W czerwcu o potrzebie współpracy z NASA rozmawiał z PAP także prezes POLSA prof. Grzegorz Wrochna. Powiedział: „Oczywiście, że do dostarczenia tego satelity potrzebujemy Amerykanów i był to jeden z tematów ostatnich rozmów z administratorem NASA Billem Nelsonem podczas jego wizyty w Polsce. Nelson mógł na własne oczy zobaczyć, jak rozwija się polski sektor kosmiczny, a współpraca z amerykańską agencją zapowiada się coraz bardziej obiecująco.

W 2021 roku POLSA podpisała Porozumienia Artemis, które otworzyły drogę do udziału w programie załogowych lotów na Księżyc Artemis. „Wciąż prowadzimy dyskusje na temat celów i szczegółów technicznych przyszłych misji na Księżyc i Marsa” – powiedział Wrochna .

W skład polskiego zespołu MIRORES wchodzą naukowcy z Instytutu Nauk Geologicznych PAN, Centrum Badań Kosmicznych PAN, Politechniki Wrocławskiej, SKA Polska sp. z oo oraz Europejska Fundacja Kosmiczna. (PAPKA)

PAP – Nauka w Polsce, Urszula Kaczorowska

uka/zan/kap/

tr. RL