Estaba leyendo una novela de ciencia ficción, Límite, de Frank Shätzing. Representa un futuro cercano con una útil fusión de helio-3, y los estadounidenses y los chinos chocan codos extrayendo helio-3 en la luna, grandes robots recogiendo y procesando suelo lunar. En un momento, uno de los personajes hizo algunos cálculos asumiendo una cierta tasa de crecimiento de la población y una cierta demanda de energía en aumento, y decidió que si se procesaba toda la superficie de la luna, duraría 700 años. Entonces tendríamos que encontrar otro suministro.
Se discutió como un recurso no renovable. Pero el sol sigue brillando, expulsando el viento solar. Y sea cual sea el helio-3 que esté ligado a la superficie, supongo que debe estar difundiéndose y debe reponerse continuamente de todos modos. Parecía que debería renovarse eventualmente. Pero no he encontrado ninguna discusión al respecto.
¡Interesante pregunta!
Una revisión rápida de la introducción de Helio-3 de Wikipedia dice:
Se cree que la abundancia de helio-3 es mayor en la Luna que en la Tierra, habiendo sido incrustado en la capa superior de regolito por el viento solar durante miles de millones de años , aunque aún menor en abundancia que en los gigantes gaseosos del sistema solar.
pero no supongamos que Wikipedia es la última palabra sobre el tema.
De acuerdo con las Abundancias elementales e isotópicas en el viento solar de la NASA; Una reseña invitada de Johannes Geiss:
Apollo 11 Apollo 12
flux in cm^-2 sec^-1
He4 - Flux 6.2 +/- 1.2 × 10^6 8.1 +/- 1.0 × 10^6
He3 - Flux 3.3 +/- 0.7 × 10^3 3.3 +/- 0.4 × 10^3
3300 átomos/seg/cm^2 es 0,0005 mol/seg sobre la superficie de la Luna, lo que equivale a unos 16 000 moles/año o unos 49 kg/año.
Según el resumen del Inventario global de helio-3 en regolitos lunares estimado por un radiómetro de microondas multicanal en el satélite lunar Chang-E 1 :
El inventario global de 3He se estimó en 6,6 × 10⁸ kg; 3,7 × 10⁸ kg para el lado cercano de la Luna y 2,9 × 10⁸ kg (660 millones de kilogramos) para el lado oculto de la Luna.
A una tasa de 49 kg/año, suponiendo una eficiencia de captura del 100 %, se necesitarían unos 13 millones de años para alcanzar un total de 6,6 × 10⁸ kg. Una velocidad nominal del viento solar del orden de 100 km/s, por ejemplo, corresponde a una energía cinética de helio-3 de aproximadamente 50 eV, por lo que podemos pensar en los átomos capturados como si fueran "implantados" unos pocos nanómetros o más en cualquier superficie que primero. hits, que es un lugar bastante superficial y delicado para un átomo de gas noble.
Por lo tanto, pensar que solo se necesitarían del orden de 13 millones de años para reponer el helio-3 de la Luna sería ingenuo porque hay varios procesos en competencia. El flujo mucho mayor de protones en el viento solar, los rayos cósmicos y los micrometeoritos pueden perturbar el regolito y liberar gases nobles atrapados como el helio, y los átomos con velocidad de escape pueden regresar al espacio.
Entonces, la respuesta es probablemente entre decenas de millones y los "miles de millones" de años canónicos, al estilo de Sagan.
Dr. Sheldon
greg