Chiny odkryły na Księżycu zupełnie nowy minerał oraz potwierdziły obecność Helu-3, izotopu, który może zmienić oblicze energetyki. Jakie wnioski płyną z misji chińskiej misji Chang’e?

Hel-3 – klucz do transformacji energetycznej?

Chińscy naukowcy ogłosili w piątek 9 września, że odkryli i zidentyfikowali nowy minerał występujący na Księżycu. To Changesite-(Y), który został dostarczony na Ziemię przez ostatnią kosmiczną misję Chińskiej Republiki Ludowej – Chang’e 5.

Changesite-(Y) to pierwszy księżycowy minerał odkryty i zidentyfikowany przez chińskich naukowców, dzięki czemu Chiny stały się trzecim krajem na świecie, po Stanach Zjednoczonych i Rosji, który dokonał takiego wyczynu. Chociaż niewiele wiadomo jeszcze o właściwościach samego minerału, Chińczycy odkryli na powierzchni księżyca także Hel-3. 

– Na podstawie próbek Chang’e 5, oprócz nowego minerału naukowcy zmierzyli również zawartość i cechy helu-3, idealnego paliwa dla przyszłych elektrowni jądrowych. Wyniki ułatwią poszukiwanie i ocenę zasobów na Księżycu – powiedział Li Ziying, główny naukowiec zajmujący się badaniem próbek księżycowych w Pekińskim Instytucie Geologii Uranu. 

Szacuje się, że na Ziemi istnieje od 15 do 20 ton metrycznych helu-3. Na Księżycu może znajdować się nawet kilka milionów ton tego izotopu, który jest kluczem do fuzji jądrowej. Jakie właściwości ma pierwiastek, który może stać się kluczowy w odchodzeniu od paliw kopalnych na świecie?

Fuzja jądrowa, czyli niewyczerpana energia

Statek kosmiczny Chang’e 5 został wystrzelony w przestrzeń kosmiczną 24 listopada 2020 roku. Po 23 dniach chińska sonda kosmiczna Chang’e powróciła na Ziemię 16 grudnia i zabrała ze sobą próbki o wadze około 17,5 gramów. Podzielono je na 21 partii i przekazano naukowcom z 13 krajowych organizacji badawczych, pracujących nad 31 projektami naukowymi.

Teraz naukowcy odkryli w nich nie tylko nowy minerał, lecz także hel-3. Na Ziemi naturalny hel nie występuje praktycznie w ogóle. Jeżeli kiedyś był, to uciekł w przestrzeń kosmiczną. Jest gazem szlachetnym, więc nie tworzy żadnych związków chemicznych. 

Na naszej planecie mamy do czynienia przeważnie z helem-4, a ocenia się, że helu-3 na Ziemi jest niewiele. Tymczasem szacuje się, że na Księżycu w postaci helu-3 zmagazynowane jest nawet 10 razy więcej energii, niż we wszystkich paliwach kopalnych obecnych na naszej planecie.  

To ogromny potencjał energetyczny. Hel-3 uczestniczy w procesach fuzji jądrowych, czyli łączenia się pierwiastków w jądrach gwiazd. W reakcji połączenia helu-3 z deuterem powstaje proton, który niesie bardzo dużą ilość energii. Tę energię można zamienić bezpośrednio na prąd elektryczny. Wydajność tego procesu jest dwukrotnie większa niż standardowych elektrowni jądrowych i wynosi ponad 70%. 

W praktyce oznacza to, że dla zaspokojenia całego zapotrzebowania gospodarki USA na energię wystarczyłoby rocznie jedynie 25 ton helu-3. Na Księżycu znajdują się natomiast praktycznie nieograniczone pokłady tego izotopu, dlatego właśnie wycieczki w kosmos stają się aż tak kuszące dla największych światowych potęg.

Więcej o właściwościach energetycznych helu-3 mówi Tomasz Rożek z kanału Nauka to Lubię:

W wyniku połączenia helu-3 z deuterem w procesie fuzji jądrowej nie emitowane są żadne gazy cieplarniane ani odpady radioaktywne, dlatego to źródło energii jest w 100% nieszkodliwe dla klimatu i środowiska. Czy hel-3 jest zatem nadzieją światowej energetyki?

Czy eksploracja kosmosu jest ekologiczna?

Wraz z coraz częściej pojawiającymi się konsekwencjami kryzysu klimatyczno-ekologicznego, ludzkość coraz częściej sięga po technologie, które ograniczają spalanie paliw kopalnych. Oprócz odnawialnych źródeł energii, niskoemisyjny prąd zapewniają także elektrownie atomowe.

Zwykłe reaktory jądrowe działają na zasadzie rozszczepienia jąder atomowych. Proces łączenia jąder atomowych, czyli fuzji jądrowej, rozwijany jest w urządzeniach zwanych tokamakami. Chociaż ta technologia dopiero raczkuje, szacuje się, że z uwagi na swoją wydajność może w przyszłości odegrać kluczową rolę w transformacji energetycznej.

• Zobacz też: Naukowcy z MIT szacują, że fuzja jądrowa zacznie dostarczać nam energię już za 15 lat

Obecnie liderami eksploracji kosmicznej są rywalizujące ze sobą Chiny i USA, a w ostatnim czasie, za sprawą misji takich jak Chang’e 5, wydaje się, że to Chińska Republika Ludowa wychodzi na prowadzenie. Chińczycy myślą także m.in. o rozwijaniu technologii budowy farm słonecznych w kosmosie. 

• Zobacz też: Teleskop Webba zasilany panelami słonecznymi przemierza kosmos. Pokaże granice świata

Problemem w eksploracji kosmosu są natomiast, oprócz spalania ogromnych ilości paliwa rakietowego, zostawiane w przestrzeni kosmicznej śmieci. Większość z nich krąży po ziemskiej orbicie. Ale nie tylko. NASA poinformowała, że łazik Perseverance, natknął się na śmieć wytworzony przez człowieka na Marsie. Śmieć dotarł tam szybciej niż człowiek.

Śmieci w kosmosie. Znalezione nawet na Marsie

Opracowanie technologii, która pozwoli na sprzątanie śmieci krążących po orbicie jest obecnie jednym z ważniejszych celów branży kosmicznej, zagrażają one bowiem kolizją ze statkami kosmicznymi wyruszającymi w kolejne misje eksplorujące niezbadaną przestrzeń kosmiczną.

źródło: cnsa.gov.cn, Nauka to Lubię, zdj. główne: cnsa.gov.cn

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.