Polska może być liderem w wydobywaniu minerałów na Księżycu

Polska wśród liderów w wyścigu o eksplorację Księżyca? Zespół naukowców m.in. z Instytutu Nauk Geologicznych PAN i Politechniki Wrocławskiej opracował instrument, który rejestruje promieniowanie dalekiej podczerwieni. Ma być jednym z elementów satelity, wartego 100 mln zł, który ma krążyć po orbicie Księżyca.

Jeśli chcemy budować bazy na Księżycu, potrzebujemy złóż. Zaproponowaliśmy budowę instrumentu, który będzie działał na bazie dalekiej podczerwieni i pozwoli wykryć złoża minerałów – mówi geolog planetarny dr Jakub Ciążela w rozmowie z Polską Agencją Prasową.

W 2021 r. Polska Agencja Kosmiczna (POLSA) podpisała deklarację Artemis Accords, która otworzyła Polsce drogę do udziału w misji Artemis, czyli załogowych lotów na Księżyc.

W maju POLSA podsumowała trwające prawie rok konsultacje dotyczące polskiej misji księżycowej. Zwycięskim projektem okazał się właśnie ten przygotowany przez zespół dra Ciążeli. Nosi nazwę MIRORES.

Celem polskiego projektu jest szukanie minerałów na Księżycu. Poszukiwanie ich z orbity Księżyca jest łatwiejsze, niż poszukiwanie minerałów z orbity Ziemi, bo nie występuje tam para wodna.

– W pierwszej kolejności koncentrujemy się na uruchomieniu misji orbitera. Prowadzimy rozmowy w tej sprawie z Ministerstwem Rozwoju i Technologii – poinformował dr Oskar Karczewski, dyrektor Departamentu Badań i Innowacji w POLSA.

Urządzenie opracowane przez naukowców z PAN wykorzysta podczerwień emitowaną przez Słońce. Rejestrując emisję promieni podczerwonych będzie można oszacować wielkość złoża i jego jakość. – Wiemy, że niektóre minerały złożowe pochłaniają znaczną część tego promieniowania. Dowiemy się, czy konkretnego minerału jest w danym złożu 10, 20 czy 50 proc. – wyjaśnia dr Ciążela.

Nad budową instrumentu jego zespół pracuje od 2018 r. Pierwotnie miał on służyć eksploracji Marsa, ale jest uniwersalny.

– Geologia Księżyca, Marsa i Ziemi jest bardzo podobna pod względem zestawu minerałów i skał. Różnią się jedynie ich proporcje i warunki, w jakich da się je wydobywać. Skoncentrujemy się na poszukiwaniu w szczególności ilmenitu, który jest tlenkiem żelaza i tytanu, oraz troilitu, który jest siarczkiem żelaza – powiedział Ciążela.

Naukowiec zastrzegł, że surowce nie będą sprowadzane na Ziemię, natomiast będą mogły być wykorzystywane na miejscu we wszystkich aspektach związanych z budową baz księżycowych. Wyjątkiem może być izotop helu – hel-3, wyjątkowo drogi i cenny z energetycznego punktu widzenia.

– Żeby zbudować bazy na Księżycu, potrzeba surowców konstrukcyjnych. Beton jest trudno wytworzyć na Księżycu, bo nie ma tam wystarczająco dużo wody. Ta, którą znajdziemy, będzie wykorzystywana tylko do picia – tłumaczy.

Ale będzie można stworzyć siarkobeton, czyli jak wyjaśnia Ciążela – materiał budowlany przebadany na Ziemi, wytrzymały w warunkach próżni i częściowo odporny na zmiany temperatur.

– Nasz instrument może też wykrywać tlen, który może służyć jako paliwo rakietowe. Z Księżyca łatwiej jest wystartować rakietą, bo jest mniejsza grawitacja i będzie można używać tlenu, żeby przeprowadzać loty. Nie tylko loty powrotne na Ziemie, ale także w odleglejsze części Układu Słonecznego – mówi badacz.

Jedynym surowcem, który będzie się opłacało sprowadzać na Ziemię, jest – jego zdaniem – izotop helu, hel-3. Jego pozyskiwanie na Ziemi jest bardzo drogie, a na Księżycu jest go dużo. Pomógłby on rozwiązać problemy z deficytem energii. We Francji już kończy się budowa eksperymentalnej elektrowni termojądrowej ITER, w której będzie wykorzystywany hel-3.

– Na Księżycu jest bardzo dużo helu-3, bo nie ma tam magnetosfery i gaz z łatwością dociera do powierzchni. Jeżeli uda się opracować technologię ekstrakcji helu oraz rozdzielenia helu-3 od helu-4, to będzie się opłacało sprowadzać go na Ziemię. Tu z kolei może posłużyć do fuzji termojądrowych, dzięki czemu będziemy w stanie wytwarzać duże ilości energii – przekonuje dr Ciążela.

Naukowiec ocenia, że Polska ma szansę na stworzenie pionierskiego projektu, na którym będą wzorowały się inne kraje.

– Jeśli chodzi o poszukiwanie surowców w kosmosie, to jesteśmy jednym z czołowych, a być może czołowym zespołem. Naszą siłą jest interdyscyplinarny zespół (kilkadziesiąt osób), co nie jest takie oczywiste w sektorze kosmicznym, opanowanym głównie przez fizyków i astronomów. Geolodzy w zespole to nowe zjawisko, dające szansę wybicia się" – zapewnia Ciążela.

– NASA może odegrać rolę partnera strategicznego – być łącznikiem między programem ARTEMIS, którego celem jest znalezienie wody, a naszym programem, w którym nastawieni jesteśmy na wydobycie metali, siarki, tlenu i helu-3 i gazów – dodaje naukowiec.

W skład polskiego zespołu MIRORES wchodzą naukowcy z Instytutu Nauk Geologicznych PAN, CBK PAN, Politechniki Wrocławskiej, SKA Polska sp. o.o., Europejskiej Fundacji Kosmicznej.