В погоне за гелием-3: что американцы хотят добывать на Луне и почему без России

Виктор Кузовков

Неожиданные, почти шокирующие новости пришли из США. Агентство Reuters, точно не относящееся к разряду «желтых СМИ» и «фейкометов», передало на днях, что администрация президента Трампа готовит проект международного договора о добыче полезных ископаемых на Луне. По имеющейся на данный момент информации, Россия не будет привлечена к разработке положений этого договора, но сможет присоединиться к нему позже, на условиях, разработанных и одобренных другими странами.

Договор, который будет называться «Artemis Accords», предполагает создание на Луне определенных «зон безопасности» вокруг предполагаемых лунных баз стран-участниц договора. Нужны они будут «для предотвращения ущерба или вмешательства» со стороны конкурентов. Кроме того, компании, занимающиеся разработкой лунных ресурсов, в соответствии с договором станут их собственниками.

Предположительно, к обсуждению положений договора будут привлечены Канада, страны ЕС, Япония, а также, как ни странно, ОАЭ. Причем, отсутствие в списке России объясняется ни чем иным, как озабоченностью Пентагона из-за «угрожающих» маневров российских спутников на орбите, что заставляет американских военных рассматривать Россию, цитирую, «как неприятеля». Ну а какие договоры с неприятелем? Вот именно…

Специально оговорено, что речь не идет о каких-то территориальных претензиях на лунную поверхность. Просто необходимо будет уведомлять «хозяев» участка о том, что вы собираетесь приблизиться к их владениям или, тем более, прилуниться в их пределах. Проконсультироваться с владельцем, как это можно сделать наиболее безопасным образом. И если он даст «добро», следовать его инструкциям и распоряжениям.

Это, как говорится, факты из новостной ленты. Но есть и другие упрямые факты, которые с новостями не очень стыкуются и заставляют нас задаться не очень простыми вопросами. И самый очевидный из них – а зачем все это нужно именно сейчас?

Все мы прекрасно знаем, что вывод на орбиту грузов стоит очень дорого. Соответственно, любая промышленная деятельность на орбите Земли или за нею будет обходиться в какие-то совершенно баснословные деньги. Если же мы говорим о добыче полезных ископаемых на Луне, можно только догадываться о себестоимости добываемых там ресурсов. Ведь буквально все придется завозить с Земли, обеспечивать там технологический процесс, присутствие людей, отправку грузов обратно (а это, чтобы дело хоть как-то окупилось хотя бы в теории, должны быть тонны полезных ископаемых за один рейс), посадку их на Землю. То есть, тонна доставленного с Луны груза будет обходиться, по самым скромным подсчетам, даже не в десятки, а в сотни миллионов долларов. А значит, даже если добывать там золото, при нынешних ценах на металл затея не окупится.

На всякий случай упомянём и о разведке полезных ископаемых. Даже в земных условиях это довольно сложный, трудоемкий и затратный процесс. На Луне его затратность возрастет на несколько порядков, то есть, минимум в тысячи раз. Предположить, что какая-то частная компания сможет «потянуть» геологоразведку во внеземных условиях, сейчас может только какой-нибудь романтик-фантаст, грезящий о завоевании других миров.

И все-таки, как ни странно, один проект добычи полезных ископаемых на Луне все-таки относится к разряду теоретически возможных и даже потенциально окупаемых. И это не добыча золота, палладия или других драгоценных металлов. Редкоземельные металлы платиновой или трансурановой групп тоже мимо. Нет, речь идет о гелии, а точнее, об его изотопе Гелий-3.

Как все мы не раз убеждались, наука не стоит на месте, и периодически мы становимся свидетелями её уверенных шагов вперед. Весьма вероятно, что в обозримом будущем такой шаг сделает и энергетика, перейдя от ядерной к термоядерной генерации. Это сулит огромные выгоды для всего человечества, хотя и сопряжено с огромными трудностями.

Прежде всего, давайте попробуем понять, чем отличается термоядерный синтез от привычного ядерного. Ядерный синтез основан на реакции деления ядер химических элементов. То есть, в ходе такой реакции какой-нибудь элемент теряет часть своего ядра, высвобождая некоторую энергию и превращаясь в более простой элемент. Лучше всего эта реакция происходит с «тяжелыми» элементами, например, с ураном или теми, что стоят за ним в таблице Менделеева.

Но есть и обратный процесс – реакция слияния ядер с образованием нового, более тяжелого, элемента. Самый простой пример такой реакции – водородная бомба. В ней атомы водорода сливаются в атом гелия, высвобождая при этом просто огромное количество энергии. Именно поэтому, например, мощность атомных бомб отсчитывают, обычно, от десятков килотонн (тысяч тонн) в тротиловом эквиваленте, а мощность водородных начинается, как правило, с мегатонн (миллионов тонн в тротиловом эквиваленте).

Правда, есть одна проблема – запустить реакцию термоядерного синтеза очень сложно, требуются огромные температуры и давление. Поэтому «запалом» для водородной бомбы служит бомба атомная. Причем, в прямом смысле – в корпус водородной бомбы, куда закачаны в нужном количестве изотопы водорода, помещена небольшая атомная бомба. И именно её взрыв создает на долю секунды необходимые для запуска термоядерной реакции температуры и давление.

Это, конечно, очень упрощенное описание запуска термоядерного взрыва, но оно дает некоторое представление о том, насколько это процесс сам по себе сложен. И это, заметьте, самый простой, взрывной вариант реакции. А теперь представьте, что ваша цель не взорвать все к «такой-то матери», а обеспечить спокойную, мирную термоядерную реакцию на протяжении достаточно длительного времени. То есть, удержать в очень небольшом замкнутом пространстве пламя, бушующее при температуре сотен миллионов градусов и выделяющее огромную энергию. Кроме того, эту энергию нужно ещё и как-то собрать, подчинить своей воле и направить в электрические сети, где вы сможете потреблять её посредством своих электрических приборов.

Так вот в этом-то и проблема. Увы, никому в мире ещё не удавалось подчинить себе термоядерный синтез и обеспечить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию на протяжении хотя бы нескольких секунд. Имеющиеся в настоящий момент установки типа токамак или стелларатор, являющиеся прообразами будущих термоядерных реакторов, пока научились удерживать плазму, разогретую примерно до ста миллионов тонн. Это, в общем, уже близко к необходимому. Но речи о промышленном производстве термоядерной энергии пока все равно не идет –не решены ключевые проблемы отбора энергии и быстрой деградации материалов, из которых этот реактор будет изготовлен.

То есть, термоядерная энергетика находится ещё в зачаточном состоянии, она, строго говоря, ещё даже не родилась. Но при этом нам предлагается добывать гелий-3, который может быть востребован в термоядерных реакторах следующего поколения, о строительстве которых пока даже не идет речь. Дело в том, что процесс термоядерного «горения» гелия-3 проходит при совсем уж фантастических температурах порядка миллиарда градусов, получение которых хотя бы в лабораторных условиях выглядит делом не самого близкого будущего.

С другой стороны, именно на этот ресурс ученые смотрят, как на наиболее перспективный. И интерес к нему велик – предполагается, что в случае перехода на термоядерный «гелиевый» синтез он сможет обеспечить Землю энергией примерно на пять тысяч лет. Точнее, не совсем так…

Дело в том, что на самой Земле данного изотопа очень мало. Общее его количество в атмосфере Земли оценивается всего в 35 тыс. тонн, что очень и очень мало. Его извлечение в земных условиях весьма проблематично именно в силу очень низкой распространенности. Увы, гелий-3, попадая на землю с солнечным ветром, абсорбируется атмосферой и так же легко покидает нашу планету.

А вот на Луне, где атмосферы нет, ситуация иная – там этот изотоп поглощается грунтом и его накопление идет быстрее, чем высвобождение. Именно поэтому его содержание там просто огромно по земным меркам – примерно одна десятая грамма на тонну. И это, даже при существующих технологиях, позволяет обеспечить его промышленную добычу на лунной поверхности. Правда, добыча всего одной тонны гелия-3 потребует переработки, как минимум, многих миллионов тонн лунного грунта, но тут хотя бы есть уверенность, что при некотором упорстве вы его добудете.

О том, что у России есть планы создать лунную базу, ещё в 2006 году объявил тогдашний глава РКК «Энергия» Николай Севастьянов. По его словам, база и система транспортировки должны быть готовы к 2015 году, а ещё через пять лет, в 2020, там планируется начать промышленное производство гелия-3 и его доставку на Землю. Как мы понимаем, этим планам не суждено было сбыться даже отчасти, но сам факт такого заявления свидетельствует о некотором интересе к данному вопросу со стороны властей и крупного бизнеса.

В 2018 году Дмитрий Рогозин заявил, что гелий-3 интересен как будущее ракетное топливо. Хотя, если руководствоваться здравым смыслом, он имел в виду скорее «космическое» топливо и говорил в расчете на появление космических кораблей с термоядерной энергетической установкой. Увы, но именно как ракетное топливо гелий-3 в принципе не интересен и никогда интересен не будет – достаточно того, что это инертный газ, который в обычных условиях вообще не горит….

Эскизные проекты установок по производству гелия-3 на Луне и его транспортировке на Землю делались и в НАСА. Дальше этого, вроде бы, дело не пошло. Во всяком случае, громогласных заявлений о скором начале промышленного производства гелия на Луне они не делали…

Нынешнее потребление этого изотопа на Земле ограничивается тысячами литров. Он используется при производстве счетчиков нейтронов, а также недавно начал применяться для создания аппаратов МРТ (магнитно-резонансной томографии). Это потребление несколько выше, чем может обеспечить современная промышленность, но все равно вероятный дефицит гелия-3 вряд ли приведет к такому росту цен, что станет оправдана его коммерческая добыча на Луне.

А значит, спасти ситуацию может только стремительное развитие термоядерной энергетики. Иначе все разговоры о добыче ресурсов на луне ещё многие десятилетия будут чистой абстракцией…

Либо придется допустить другой вариант: возможно, за упоминавшимся в начале статьи договором стоит желание все-таки что-то замаскировать. Например, военное присутствие некоторых государств на лунной поверхности. И формулировка «предотвращение вмешательства» неплохо для этого подходит, ведь предотвращать вмешательство чем-то надо, правда? Например, оружием…

Пока трудно сказать, как на все это нужно реагировать России. Самый разумный, на первый взгляд, вариант – сразу заявить, что Москва не будет признавать положения этого договора и никогда к нему не присоединится, если он будет разработан без её участия. Разумеется, нужно будет и блокировать любые попытки протащить его через ООН. А с учетом того, что на стороне России наверняка выступит и Китай, которого тоже к обсуждению не пригласили, вероятность сделать его «внутренним документом» для очень ограниченного числа подписантов весьма высока.

В то же время, сам по себе факт подготовки такого договора может говорить о чем-то, что пока не известно рядовым гражданам. Например, о вероятности прорыва в области термоядерных исследований и о возможной революции в энергетике. Конечно, это всего лишь предположение, но должны же мы хотя бы в теории допустить, что от американцев исходит не только зло и коварство?