Karel Pacner

novinář, který píše i knihy, nyní na odpočinku

hlavní články

30.11.2004 Měsíc zdrojem energie pro Zemi?

Osidlování našeho nebeského souseda začne ve druhé čtvrtině 21. století



Jestliže se naplní představa prezidenta George W. Bushe, vybudují Američané ve druhé polovině příštího století na Měsíci stálou základnu. Krátce po nich by tam chtěli přistát první Číňané. A Rusové počítají s postavením lunární stanici okolo roku 2025. Avšak po zkušenostech z minulosti víme, že se je podaří jenom výjimečně splnit. Nicméně o tom, že ve druhé čtvrtině 21. století bude na Měsíci rušno, nemusíme pochybovat.
Jaký bude mít stálá přítomnost lidí na Měsíci pro Zemi význam? Předně půjde o další průzkum tohoto nebeského tělesa a o pátrání po podrobnostech vzniku naší sluneční soustavy. Měsíc se rovněž stane odrazovým můstkem pro výpravy pozemšťanů na Mars i k dalším planetám. Velmi zajímavé jsou úvahy o těžbě lunárního materiálu pro energetiku Země. Právě před týdnem se o nich debatovalo na mezinárodní konferenci o využití Měsíce v indickém Udajpúru.

Maringotky dovezené ze Země



Měsíc zdrojem energie pro Zemi?-1Expedice narazila na údolí hluboké 500 metrů a široké 600 metrů

Život lidí na Měsíci nebude jednoduchý. Vzhledem k tomu, že tam neexistuje atmosféra, nemohou opustit své příbytky bez skafandru. Všechna obydlí musí mít střechy chránící před radiací a meteority, to znamená zakryté nejméně pět metrů silnou vrstvu lunárního materiálu čili regolitu; nad sklady a garážemi postačí třímetrový poklop z horniny.
První příbytky si přivezou kosmonauti ze Země – budou to maringotky ve tvaru válců, které se různě pospojují, a potom je bagry zahrnou zeminou. Někteří američtí odborníci také uvažovali o tom, že by je vytvářeli z nafukovacích umělých látek a po vztyčení se okamžitě nastřikovaly zpevňovacími materiály. Ovšem nejlepší by bylo ubytovat kosmonauty v hlubokých jeskyních.
Možná několik desetiletí budou „měsíčňané“ odkázáni na dovoz všech zásob ze Země. A postupem času se naučí budovat továrny na výrobu stavebních dílů, na získávání kyslíku a dalších surovin z místních hornin.

Nejprve stavební továrny



Osadníci se musí naučit nejprve zpracovávat hrubé čedičové horniny – domnívají se odborníci americké firmy Rockwell, kteří se tím v minulém století intenzívně zabývali. Když v pecích za žáru 1 250 stupňů tento materiál přetaví, dostanou hmotu podobající se tekutému sklu, která v průběhu ochlazení zkrystalizuje. Potom se může sypat do forem. Tuto techniku výroby přetavených bazaltů vyvinuli odborníci francouzští, němečtí, polští a čeští. Další část výroby připomíná postupy používané v práškové metalurgii. Přetavené lunární horniny dostanou patřičné tvary pod tlaky stovek megapaskalů a potom se zpečou ve sluneční peci za žáru přes 1 000 stupňů.
Tímto způsobem mohou vyrábět nejrůznější stavební díly: stěny, podlahy, stropy, desky, trubky. A z nich postaví budovy, tunely, tratě, startovací rampy... Rozhodně se však z nich nemohou dělat součástky strojů, antén či stěny nafukovacích objektů.
Patrně největším oříškem se ukáže spojování desek do hermetických struktur. Někteří vědci doporučují, aby se k tomu používala roztavená síra namísto cementu. Jiní uvažují o cementu vyráběném z lunárních surovin s příměsí některých dovážených látek.
Lepší bezpečnost a tepelnou izolaci poskytnou těmto stavbám dvojité stěny, přičemž prostory mezi nimi se vyplní nepřetavenými lunárními horninami.
Na Měsíci budou nejvýhodnější kruhové domky o několika podlažích v hlubokých jamách. První příbytek o průměru devíti metrů a pěti podlažích by se vytvářel nejméně tři roky.
Všechnu energii budou kosmonauti získávat buď z atomových elektráren, které si dovezou ze Země. A postupem času si vytvoří sluneční elektrárnu.

Kyslík pro lidi i pro motory



Regolit se hodí i pro výrobu kyslíku pro dýchání, paliv do jaderných motorů a okysličovadla do raketových motorů. Tahle možnost se už prokázala při mnoha pokusech se vzorky půdy získanými v rámci projektu Apollo. Naposled v létě 1994 při pokusech na univerzitě v arizonském Tucsonu a v Lavočkinově firmě v Moskvě.
Všechny kovy se na Měsíci vyskytují ve formě oxidů čili kysličníků, jsou tedy vázány na kyslík. Studie Johnsonova střediska kosmických letů NASA a Houstonské univerzity ze začátku sedmdesátých let uváděla, že tamní kovy obsahují 42,2 % kyslíku. Všechny jsou dokonale promíšeny s povrchovými horninami. Naproti tomu na Zemi bývají soustředěny v žilách, a proto je musí horníci dobývat až z několikakilometrových hloubek. Těžba na Měsíci bude tedy spočívat jenom ve sbírání a zpracování povrchového materiálu.
Vybudovat tuto povrchovou těžbu surovin a jejich zpracování bude obrovský oříšek. Inženýři musí vyvinout soupravu buldozerů, lžícových nakladačů, pojízdných bagrů a nákladních aut. Od našich pozemských se budou dost lišit – musí být „lunarizované“, tedy uzpůsobené tamnímu krutému prostředí, a musí pracovat automaticky, anebo být řiditelné na dálku. Člověk je příliš drahý, než aby mohl sedět za volantem jediného stavebního stroje.
Z čeho se bude kyslík vyrábět? Měsíční horniny se převážně podobají čedičům čili bazaltům, které obsahují v průměru polovinu oxidu křemičitého. A v nich je rovněž minerál zvaný ilmenit.
Ilmenit má řadu předností. Předně se dá z nasbíraných hornin vydělovat ve zvláštních zařízeních pomocí elektrostatického pole mnohem snadněji než ostatní. Separování minerálů bude zřejmě založeno na působení elektřiny – budou se vysávat z hornin podobně jako kovové předměty magnetem. Při zpracování ilmenitu se dají bez jakýchkoliv odpadů zužitkovat všechny tři jeho složky: kyslík, železo a titan.
Američtí vědci dávají přednost chemické technologii – redukci tohoto minerálu vodíkem, aspoň zpočátku dováženým ze Země. Do komory s tímto minerálem se vhání vodík zahřátý na 600–1300 stupňů a hornina se přeměňuje na železo, titan a vodu. Voda se elektrolýzou rozkládá na kyslík a vodík. Vyrobený kyslík se zkapalní a dopraví do podchlazených cisteren pod povrchem. Z 1 kg materiálu vzniká 100 gramů vody.
Všechny metody zpracování lunárních hornin jsou energeticky velice náročné. Ze 350 kubíků horniny by se mohlo měsíčně vyrábět 9000 tun kyslíku. Zvolená chemická technologie k tomu potřebuje jadernou či solární elektrárnu o výkonu 150 kW, ostatní vyžadují zdroje ještě silnější.

Palivo pro rakety i pro Zemi



Ve vzdálenější budoucnosti, až „měsíčňané“ získají hornické a průmyslové zkušenosti, si začnou vyrábět řadu paliv sami. Předně kapalný vodík pro klasické raketové motory, později látky pro pohon atomový. Na Měsíci zřejmě není uran, zato tam je dost thoria a hélia. Thorium je rozeseto v minerálech, ale v tak malém množství, že zatím nestojí za těžbu, částečky hélia navál sluneční vítr do povrchové vrstvy regolitu.
Hélium 3 se dá těžit z titaničitého regolitu – upozornil E. N. Cameron z Centra pro kosmické automaty a roboty Wisconsinské univerzity v Madisonu. Podle dálkového průzkumu je ho nejvíc v oblasti Moře klidu a podle vzorků z Apolla 17 okolo Taurus-Littrow. Hélium by se používalo jako palivo do fúzních jaderných reaktorů.
Na nedávné konferenci v Indii navrhl Lawrence Taylor, ředitel Ústavu planetární geologie, ze toto hélium by se mohlo dovážet jako zdroj neryje pro Zemi. „Pětadvacet tun hélia by stačilo zásobovat elektřinou Spojené státy po celý rok,“ tvrdil Taylor. Ovšem jeho těžba nebude jednoduchá. Z lunárních hornin se dá získat až po zahřátí na 800 stupňů. Přitom jedna tuna je obsažena ve 200 milionech tun regolit.
Tyhle představy vypadají fantasticky. Není jasné, jestli se naplní. Možná, že se nakonec lidstvo naučí vyrábět energii na Zemi z domácích nevyčerpatelných zdrojů velmi lacino, takže suroviny z Měsíce nebudou zapotřebí. Anebo vědci objeví prameny energie ještě úžasnější, o jakých dnes nemáme ani ponětí.

30.11.2004




nahoru | zpět

ed2006-2012 © kuks