hirdetés
hirdetés

Lehet-e megoldás a földi energiaválságra, és kié a haszon?

Űrből hozott ásványi kincs

A bányászat a Hold felszínén hihetetlen mérnöki és logisztikai kihívások elé állítja a kutatókat, az invesztorokat és a kormányokat. Ki tér vissza legközelebb a Holdra, miért, és milyen technológiával? Dr. Pacher Tibor fizikussal, a Puli Space csapatvezetőjével beszélgettünk. 

hirdetés

Ha sikerül is leküzdeni a jelenlegi akadályozó kihívásokat, amelyek a rendszeres Holdra szállást, az ott történő bányászatot most még hátráltatják, rögtön felmerül egy fontos kérdés: kié a Holdon vagy az űrben, más égitesteken talált nyersanyag? A Google Lunar XPrize 30 millió dolláros összdíjazású versenyének – a kihívás magán finanszírozású űrkutató csapatoknak szól, a cél a sikeres indítás, leszállás, majd utazás a Hold felszínén egy robottal, amely meghatározott képeket és egyéb adatokat küld vissza a Földre – egyik döntőse, az American Moon Express (AME) cég azért akar a Holdra szállni, hogy az ott található természeti erőforrásokat kibányássza.

Dr. Pacher Tibor fizikus, a Puli Space csapatvezetője
Dr. Pacher Tibor fizikus, a Puli Space csapatvezetője

Mint ahogy a vállalat társalapítója, Naveen Jain kijelentette, „a Hold a Föld nyolcadik kontinense, amely számtalan aszteroidaütközés során gazdag természeti erőforrásokat halmozott fel”. Az AME végső célja egy multiplanetáris társadalom megalkotása, amelyre azért van szükség, mert szerintük elkerülhetetlen, hogy a Föld – valamikor – aszteroidával ne ütközzön, de addig is választ adhatna a bolygó energiaválságára. 2016-ban az amerikai kormány engedélyezte ennek a magáncégnek, hogy a Holdra utazzon, most már csak a pénzt kell összegyűjtenie hozzá. A kísérő égitestünkön található energiaforrások, a holdfelszíni bányászat egyes vélekedések szerint megoldást nyújthat a Földön jelenleg óriási kihívást hordozó energiaválsággal kapcsolatosan.

Made in space

Magyarországról a Holdhoz legközelebb a Puli Space csapata járt – legalábbis elméleti síkon. 2010 óta végeznek kutató- és fejlesztői munkát, amelynek a célja, hogy a Holdon egy vagy több felderítő eszközt – Pulit – helyezzenek el, amely szenzorokkal és radarokkal különböző méréseket és felfedezéseket tenne, többek között az égitest felszínén lévő ásványi anyagokról. Az űrprojekt irányítóját, Pacher Tibort kérdeztük arról, hogy milyen ásványokat lehetne hozni a Holdról, illetve hogy ezek a nyersanyagok adott esetben kit illetnek, egyáltalán, mi a legmerészebb, de a mostani fejlesztések tükrében még realizálható szcenárió, ahová a Holddal kapcsolatos kutatások eljuthatnak.

– A Hold mellett szól, hogy nagyon közel van, viszonylag egyszerűen megközelíthető, ellene viszont, hogy rettentően zord körülmények várnak ott ránk. Teljes mértékben ki vagyunk téve a mélyűri sugárzásnak, hiszen a légkör hiányzik, mikrometeoritok záporoznak, és ami pillanatnyilag a legnagyobb kihívást okozza, az a holdtengely forgásából adódó kettő-kettő hét hosszúságú nappal és főként éjszaka, amikor is akár –200 °C-ig is süllyedhet a hőmérséklet. Számos érvet lehet felsorakoztatni amellett is, hogy érdemes ott körülnézni, feltérképezni a fellelhető nyersanyagokat, bázist építeni. A 2009-ben felfedezett Hold-béli üregekben nagyon sok, jelenleg problémának számító kihívás elkerülhető, ha oda be tudunk jutni.

Kedvező lehetőségeket rejthetnek a Hold-béli üregek (forrás: nasa)
Kedvező lehetőségeket rejthetnek a Hold-béli üregek (forrás: nasa)

Azt biztosan tudjuk, hogy a Holdon lávatölcsérszerű területek, úgynevezett lunar pitek vannak, amelyek geológiai folyamatok hatására jöttek létre, és ezek alatt barlangok, barlangrendszerek rejtőznek, ahol már a felszíni extrém körülmények sokat enyhülnek, lehet építkezni, akár az embereknek kedvező, 24 órás ciklust kialakítani. Adott esetben városnyi kolóniákat lehetne betelepíteni, de azt, hogy hogyan néz ki egy ilyen üreg, nem tudjuk – magyarázza Pacher Tibor. – 2016 áprilisának végén a SpaceX hordozórakéta juttatta fel a világűrbe a Robert Bigelow, a Holdon is szállodákat szívesen látó szállodamogul nevével fémjelzett, 1999-ben alapított Bigelow Aerospace vállalat által gyártott felfújható, kísérleti űrállomásmodult, amelyet sikeresen kapcsoltak a Nemzetközi Űrállomáshoz. A legutóbbi terv, hogy ilyen felfújható modulokból építünk holdbázist, amelyet 3D-nyomtatóval, holdporból körbeépítünk, így igluszerű képződmények alakulhatnak ki a Holdon. Meteoritporból már sikerült nyomtatni, ráadásul van egy 3D-nyomtató jelenleg is a Nemzetközi Űrállomáson, amely antigravitációs térben is képes nyomtatni, sőt az űrállomáshoz is készítettek már vele alkatrészeket, egyéb kiegészítőket az űrhajósoknak.

Különleges izotóp

Mielőtt az emberiség kiaknázhatná ezeket a lehetőségeket, fontos politikai kérdést kell megválaszolni: kié a Holdon talált ásványi kincs? A felvetés már csak azért is aktuális, mert az érdeklődés egyre nagyobb. Alig egy éve az oroszok – Vlagyimir Szolncev, az Enyergija orosz űrügynökség igazgatója révén – a moszkvai űrtechnológiai konferencián bejelentették, hogy 2029-re ember nélküli holdmisszót kívánnak megvalósítani holdra szállással, amelynek a célja nem más, mint az ásványi kincsek utáni kutatás, és megkezdik az igen ritka és különleges hélium-3 (3He) izotóp ipari kitermelését. Miért olyan különleges ez az izotóp? Ideális nukleáris üzemanyag, hiszen égése során nem keletkezik radioaktív végtermék. Számítások szerint évi 20 tonna hélium-3 fedezhetné az USA energiaszükségletét. Jelenleg azonban talán ha 30 kg rendelkezésükre áll, amely ráadásul nem természetes forrásból szerzett, hanem nukleáris fegyverek melléktermékeként – az ezekben a fegyverekben található trícium hélium-3-má bomlik, a többi 3He a Föld kérge alatt, a köpeny határán található, jelenleg nem hozzáférhetően. Viszont hélium-3 található a világűrben, a napszél részeként árad, és közvetlen begyűjtésétől a Föld mágneses mezeje gátol meg bennünket. A Holdra azonban akadálytalanul csapódnak be a hélium-3 atomok, de ez nem azt jelenti, hogy a holdpor csak hélium-3 atomból áll. Egy tonna regolitban 28 gramm hélium található, amelyből csak maximum 50 milligramm a hélium-3. Elképesztő mennyiségű holdfelszínt kellene átforgatni, hogy elegendő 3He-at nyerjünk ki, és akkor még a szállításról nem beszéltünk.

Felfújható, kísérleti űrállomásmodult juttattak fel tavaly a Nemzetközi Űrállomásra (forrás: nasa)
Felfújható, kísérleti űrállomásmodult juttattak fel tavaly a Nemzetközi Űrállomásra (forrás: nasa)

– A 3He-mal az a baj, illetve velünk, fizikusokkal, hogy 50 éve ígérjük, hogy kivitelezhetővé tesszük a fúziós erőművekben oly fontos 3He-deutérium fúziót, azonban máig sem sikerült megvalósítani. Ha ez eredménnyel jár, akkor értékelődik fel a Holdon található hélium-3, mert ez adhat megoldást a földi energiaválságra, mivel a holdporból viszonylag egyszerűen (hevítéssel) kinyerhető. Ennek azonban csak akkor van értelme, ha meg tudjuk valósítani a fúziót. A hélium-3 egyfajta Szent Grál. Ami kézzel foghatóbb kincs, az a víz, pontosabban a vízjég, amely becslések szerint 6 milliárd tonnával van jelen a Holdon a pólusok környékén, olyan kráterekben, amelyek soha nem kapnak napfényt. Ez három dolgot is képes biztosítani: vizet a bázisok legénységének, valamint oxigént és hidrogént, amely üzemanyagként szolgálhat. Azon dolgoznak a kutatók, hogy üzemanyagtöltő rendszert lehessen kiépíteni akár a Holdon vagy olyan kisbolygókon is, ahol víz van, és le lehet csapolni onnan. A ritkaföldfémekből nagyobb mennyiség található a Holdon, és ha a bányatechnológia és a transzport megfelelően fejlődik, akkor a számítástechnikai iparban igen nagy kereslet lesz rájuk, ugyanis ma csak geopolitikailag veszélyes helyeken (Afganisztánban, Kínában) találhatók meg ezek az anyagok, illetve a tenger mélyén, amelyhez környezetvédelmi okokból nem szabad hozzányúlni. Mi a Pulival a projekt felderítő részébe szállunk be, a cél, hogy egy kicsi, olcsó, de megbízható szerkezettel felfedezőegységet tudjunk feljuttatni, akár többet is. Kigurul, felmér, adatokat gyűjt, analizál – teszi hozzá a teamvezető.

A Hold árnyékos oldala

2006-ban az USA és riválisai számára csak politikai jelentőségük volt a holdprogramoknak. Ezután az amerikai kormány elkezdte erőteljesen támogatni a high-tech cégeket, de Kína „balról beelőzött”. 2013 decemberében a bolygó harmadik országaként űreszközt – Csang’o–3 ember nélküli űrszondát – helyezett el a Holdon két radarral, amelyek 15 és 45 méter mélységig képesek érzékelni és adatokat küldeni a Hold felszínének szerkezetéről. Az eltérő sűrűségű, szerkezetű kőzetrétegek határairól visszaverődő radarvisszhangok alapján következtetni tudtak a talaj szerkezetére. Ezzel a 2013-as landolással, valamint a Hold felszínén gyűjtött és elemzett ásványi anyagok ismeretével a távol-keleti szuperhatalom lépéselőnybe került Amerikával és Oroszországgal szemben, bár egyiket sem az űrkérdés izgatja pillanatnyilag. Kína 2018-ban azt tervezi, hogy leszáll a Hold sötét oldalán, ami különösen bonyolult, mert a Hold leárnyékolja a földi kommunikációs eszközöket, így mellékbolygónk körüli pályára kell előbb helyezni egy közvetítő űreszközt, kommunikációs reléket a Holdon lévő egység és a földi irányítók közötti kommunikációs csatorna kialakításához.

A Puli holdjáró robot egy terepi teszten
A Puli holdjáró robot egy terepi teszten

A küldetés célja, akárcsak a 2013-as egységé is, hogy az égitesten található ásványi anyagokat vizsgálják. A 2018-as projekt kifejezetten arra fókuszál, hogy kiderítse, milyen mennyiségben található a Hold túloldalán hélium-3 izotóp. A kínai holdprogram következetesen építkezik, hogy mintákat vehessenek a Holdról, illetve fontos tudományos felfedezéseket tegyenek, sőt emberi részvétellel történő holdmissziót is terveznek. Nem biztos, hogy meg kéne lepődnünk azon, ha a 3He-deutérium magfúziót is ők hoznák létre. 

Az égitestek, a világűr mindenkié!

Ötven évvel ezelőtt írta alá az Amerikai Egyesült Államok, az akkori Szovjetunió és Nagy-Britannia az ENSZ által is jóváhagyott világűregyezményt, amelyet azóta 104 ország ratifikált. Ez a szerződés segít biztosítani a békés űrkutatást. A mai megállapodásokhoz képest rövid dokumentum lefekteti, hogy a világűr, a Hold, más bolygók és égitestek kutatását minden ország javára és érdekében kell felhasználni, kizárólag békés célokkal. Szigorúan tiltott például onnan nukleáris fegyvereket működésbe hozni, vagy ott elhelyezni. A világűrt, a Holdat és más égitesteket minden nemzet szabadon kutathatja, de nem sajátíthatja azt ki sem a szuverenitás igényével, sem használat vagy foglalás útján. Főleg az utóbbi években alakult ki disputa ezen pont körül, hiszen egyre több magáncég – Google Xpress, American Moon Express, Planetary Resources és Deep Space Industries, ez utóbbi kettő aszteroidákon kutatna ásványi anyagok után – készül komoly kutató projektre, így jogos a kérdés, hogy a más égitesteken kitermelt javak kit illetnek. 2015-ben az USA kongresszusa elfogadta, és Obama akkori elnök aláírta a Commercial Space Launch Competitiveness Act alapegyezményt, amely kimondja, hogy amit az amerikai magáncégek begyűjtenek a Földön kívül, az az ő tulajdonukat képezi, bár a bányászat is kisajátításnak minősíthető, ami pedig szembe megy az 1967-es alaptörvénnyel.

A 2015-ös rendelkezéssel kitolták 2024-ig azt a türelmi időt is, amelynek ideje alatt a Szövetségi Repülési Hivatal (FAA) csak korlátozottan szólhat bele az embereket is szállító kereskedelmi űrhajók biztonsági szabályozásába, tehát extrém esetben űrhajón szállítani embereket enyhébb biztonsági előírásokkal is lehet, mint például egyszerű utasszállító repülőn. Szintén meghosszabbították– 2025-ig – annak az intervallumát, amíg a szövetségi kormány részben felelősséget (jellemzően anyagi jellegűt) vállal a kilövési engedéllyel rendelkező magáncégeknél bekövetkezett balesetekért, az okozott anyagi károkért.

Még állhat a zászló

A Google Lunar XPrize kiírásában jelenleg a Puli Space nincs versenyben, ugyanis tavaly a többszöri határidő-hosszabbítás után a szervezők egy 2017. december 31-ig megvalósuló indításról szóló szerződést kívántak a résztvevőkkel jóváhagyatni, amelyet azonban nem minden csapat tudott vállalni. Így a Puli „szállítója”, az Astrobotic Technology sem, mert szerinte és sok más érdekelt szerint sem fog megvalósulni az indítás a határidőig, amelyre egyébként összesen négy csapat szerződött.

– Arra számítunk, hogy egyetlen csapat sem tud idén december 31-ig elindulni, és ezután mindenki visszatérhet újra a versenybe, új határidőkkel. Ha a Puli nem utazik a Holdra, akkor is van két olyan fontos terület, ahol hasznosítani lehet a fejlesztett eszközeinket. Az egyik az aknamentesítés során nyújtott segítség a tűzszerészek, aknamentesítők számára. Ebben az esetben a Puli végigmegy a kijelölt területen, és a robbanószerkezetek helyét felviszi egy digitális térképre, ami után a tűzszerészek felszámolhatják az aknákat. Egy bécsi közgazdász-diákcsoport készített egy tanulmányt a számunkra, amelynek becslései alapján 130 millió akna vár mentesítésre Irak, Afganisztán és a Nyugat-Szahara (elsősorban Marokkó) területén. A másik felhasználhatósági lehetőséget az adja, hogy bár a kommunikációs rendszerünk kis sávszéleséggel dolgozik (10–15 kbit/s), de kint a pampákon vagy Borsodban az erdő közepén is képesek vagyunk kapcsolatot létesíteni, és rossz kommunikációs feltételek mellett is tudunk adatot gyűjteni – foglalta össze Pacher Tibor, hogy miben segíthet a Puli azon túl, hogy felfedezik vele a Hold felszínét.

Trapp Henci
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés