El helio-3 es una sustancia muy útil para la fusión nuclear, que puede generar mucha energía. Desafortunadamente, no tenemos mucho en la Tierra, pero en la Luna se puede procesar a partir de rocas lunares básicas. Digamos que descubrimos una manera de extraer grandes cantidades de material con relativa seguridad, pero aún necesitamos procesar la roca en Helio-3. ¿Cuál sería el mejor lugar para hacerlo, en la Luna o en la Tierra? La proporción de rocas lunares a Helio-3 no es tan espectacular ( según Popular Mechanics, un parche de tres cuartos de milla cuadrada a una profundidad de aproximadamente 9 pies genera alrededor de 220 libras de Helio-3), y mover suficientes rocas lunares a la Tierra para su procesamiento es bastante costoso. Mover el Helio-3 procesado de regreso a la Tierra requeriría mucho menos mover cosas en naves espaciales. Sin embargo, se requerirían las instalaciones y el conocimiento para procesar esto para estar presente en la Luna.
Entonces, ¿cuál es la opción más viable, mover todas las rocas lunares de regreso a la Tierra y procesarlas aquí, o hacer que el procesamiento se realice en la Luna y mover el Helio-3 de regreso aquí?
Lo más probable es que la Luna sea un lugar mucho mejor. Como dijiste, 220 libras de helio-3 en una masa de muchas toneladas de roca hacen que incluso unas pocas toneladas de equipo que se dejen caer en la Luna reduzcan enormemente el precio para devolverlo a casa. Levantar 220 libras de la Luna para regresar a la Tierra es relativamente fácil, todas las misiones Apolo lo hicieron, y algo más. ¿Cuánta masa hay en esos 3/4 de milla cuadrada, 9 pies de profundidad? Bueno, la densidad del regolito lunar es de aproximadamente El volumen de 3/4 millas cuadradas con 9 pies de profundidad es , o alrededor de 6.500.000 toneladas métricas! ¡Ni siquiera puedo imaginar cuánta potencia de cohete se necesitaría para levantar tanto!
Sospecho que la maquinaria para procesar la roca y la energía ascenderían a unas 100 toneladas, si no un poco más. Incluso si me equivoco por un factor de 100, sigue siendo mucho más barato procesar el Helio-3 en la Luna que devolver las rocas a la Tierra. Según este artículo , lo principal involucrado en la separación es calentar la roca a 600 °C, lo que no requeriría mucho equipo costoso.
Luego, ¿hay algo heredado en las otras rocas lunares que sería valioso? Realmente no. La mayor parte es similar a la composición de la Tierra, incluyendo algo más de aluminio y rocas volcánicas. Además, la Luna es muy seca.
El otro argumento es que la roca lunar filtrada podría usarse para hacer estructuras en la Luna, lo que probablemente podría facilitar aún más las cosas para continuar con el procesamiento en el futuro.
Dos grandes si aquí. SI logramos una energía de fusión comercial viable (aparte del sol) y SI el Helio-3 fue una parte indispensable de este proceso. Pero por el bien del argumento, digamos que el Helio-3 es el combustible de fusión del futuro.
Citaré el comentario de John Schilling del blog Transterrestrial Musings de Rand Simberg.
La extracción de helio-3 en la luna simplemente no pasa la prueba aritmética. La concentración más alta de 3He jamás registrada en el regolito lunar es de quince partes por mil millones, y el proceso por el cual se deposita es inherentemente resistente a la concentración geológica. Suponiendo que alguien logre inventar un reactor de fusión 3He que opere al 50 % de eficiencia (risita), eso se traduce en una producción de energía neta de 4.5E6 julios por kilogramo de regolito de alto grado. La producción de energía de un kilogramo del grado más bajo de carbón quemado en una buena máquina de vapor alternativa del siglo XIX es de aproximadamente 4,5E6 julios por kilogramo. Y eso no cambia si sustituyes el carbón por turba seca. Entonces, la propuesta es establecer una enorme infraestructura minera en la Luna e inventar un tipo de motor fundamentalmente nuevo respaldado por cincuenta años de promesas fallidas. en aras de una fuente de energía casi tan buena como quemar tierra de alto grado en un tipo de motor obsoleto durante más de un siglo. Y no, ese análisis no cambia significativamente si incluimos reservas accesibles o impacto ambiental. Entiendo que quieras desesperadamente creer que hay inmensas riquezas en el espacio, tan pronto como los trajes vean la luz y encuentren el dinero. La buena noticia es que esto probablemente sea cierto. Pero la lista de grandes riquezas que se pueden tener en el espacio no incluye el helio-3 lunar (o el helio-4, para el caso). Los números no cuadran, no importa lo que digan los artículos de las revistas, y las matemáticas triunfan sobre la fe. Entiendo que quieras desesperadamente creer que hay inmensas riquezas en el espacio, tan pronto como los trajes vean la luz y encuentren el dinero. La buena noticia es que esto probablemente sea cierto. Pero la lista de grandes riquezas que se pueden tener en el espacio no incluye el helio-3 lunar (o el helio-4, para el caso). Los números no cuadran, no importa lo que digan los artículos de las revistas, y las matemáticas triunfan sobre la fe. Entiendo que quieras desesperadamente creer que hay inmensas riquezas en el espacio, tan pronto como los trajes vean la luz y encuentren el dinero. La buena noticia es que esto probablemente sea cierto. Pero la lista de grandes riquezas que se pueden tener en el espacio no incluye el helio-3 lunar (o el helio-4, para el caso). Los números no cuadran, no importa lo que digan los artículos de las revistas, y las matemáticas triunfan sobre la fe.
Entonces, un gran volumen y masa de regolito que contiene solo cantidades diminutas de helio-3.
Para responder a su pregunta, sería menos costoso extraer el Helio-3 en la luna. Eso ahorraría el gasto de transporte de llevar montañas de masa a la superficie de la tierra.
Pero no creo que el Helio-3 sea nunca un motor económico para el desarrollo lunar.
El atractivo de la fusión 3 He-D es la falta de neutrones, que desperdician energía (al estar descargados y todo eso, no puedes recolectar su energía) y cuando los neutrones chocan con el reactor, hacen que el reactor mismo sea radiactivo (tan 'fácil ' La fusión DT crea desechos nucleares).
El 3He lunar se puede obtener esencialmente recogiendo el regolito y horneándolo para liberar los gases implantados por el viento solar que se adhieren a los granos de ilmenita en el regolito lunar. Esto se hace mejor en la Luna que en cualquier otro lugar, ya que la rareza de 3He en los finos lunares significa que estarías transportando enormes cantidades de materiales para su procesamiento en otro lugar.
"Mining the Sky" de John S. Lewis analiza esto con mayor detalle.
El helio-3 NO es una sustancia muy útil para la fusión nuclear. Al menos, no la fusión hecha por el hombre.
La reacción nuclear más fácil, con la energía más baja, es el deuterio, el tritio, y todavía no está cerca del punto de equilibrio a pesar de décadas y miles de millones de dólares gastados.
3La fusión es mucho más difícil.
ken fabián