Najważniejszy pierwiastek ludzkości. Czekają nas zmiany na Ziemi

Do 2030 roku zapotrzebowanie na energię w Polsce wzrośnie o 25 proc. A gdyby "prądu" było tak dużo, że można by o nim zapomnieć? To marzenie wielu i choć nie jest realne na Ziemi, to na Księżycu jest tyle "kosmicznego pierwiastka", że ludzkość nie musiałaby martwić się energią przez następne 10 tysięcy lat.

Kiedy dzisiaj spojrzymy na mapę geopolityczną świata, wiemy, kto rozdaje karty, a kto jest tylko przystawką w walce o władzę. Mocarstwa, które mogą zniszczyć świat za pomocą "atomu", dyktują innym, kto może posiadać technologię mogącą zniszczyć świat, a kto nie - jawna hipokryzja, ale to może się zmienić.

Jeśli nie liczba głowic jądrowych wyznaczać będzie siłę, możliwości i szanse kraju na dominację, to co? Świat na przestrzeni kolejnych lat cofnie się o całe pokolenia - z jednej przyczyny. To nie przemysł zbrojeniowy będzie napędzał Ziemię, lecz eksploracja surowcowa – a konkretniej helu-3. Czeka nas powrót do swego rodzaju gorączki złota.

To porównanie na pierwszy rzut oka może wydawać się chybione, bo w końcu złoto nijak ma się do energii, którą może dać Ziemi hel-3. Pamiętajmy, że wydobycie, transport i dystrybucja surowca to także włożona praca, za którą ktoś kiedyś może wystawić rachunek. A jeśli tak się stanie, ten kto będzie wystawiał rachunek, będzie rozdawał karty tym, którym dzisiaj wydaje się, że mają coś do powiedzenia. I tak jak w przypadku złota czy innych surowców. Kto i na jakich zasadach będzie miał prawo eksploracji złóż znajdujących się na Księżycu?

Jest to kluczowe miejsce, bo właśnie tam dzięki aktywności naszej gwiazdy znajdują się duże złoża cennego izotopu. Słońce co chwilę emituje wysoko energetyczne cząsteczki, które za sprawą wiatru słonecznego bombardują powierzchnię naszego naturalnego satelity. Hel -3 mógłby docierać także do nas, ale napotyka "pole siłowe", czyli ziemskie pole magnetyczne, które skutecznie go blokuje.

Hel-3 jest stabilnym izotopem helu. Różni się od najpowszechniejszego helu-4 tym, że posiada tylko jeden neutron zamiast dwóch w jądrze atomowym.

Przez wielu hel-3 uważany jest za pierwiastek przyszłości. W połączeniu z deuterem, czyli izotopem wodoru, wyzwala energię w ilości, którą można by porównać do reakcji termojądrowej. Zresztą zwykle otrzymywano go na Ziemi z rozpadu trytu, który jest składnikiem broni nuklearnej.

W trakcie Zimnej Wojny zarówno USA jak i Związek Radziecki dysponowały dużymi zapasami helu-3. Oprócz badań wojskowych także cywilni naukowcy mogli korzystać z dobrodziejstw tego wyjątkowego surowca. Zmieniło się to diametralnie po upadku komunizmu. Ze względów na mniejszą produkcję ładunków nuklearnych także ilość dostępnego helu-3 znacząco się zmniejszyła.

Oprócz ważnych eksperymentów pierwiastek znalazł wręcz masowe zapotrzebowanie po wrześniu 2001 roku. Po zamachu na World Trade Center znacząco wzrosła produkcja detektorów neutronów używanych na przejściach granicznych i lotniskach. Już siedem lat później Stany Zjednoczone wykorzystały połowę swoich zapasów, czyli 80 tysięcy litrów helu-3. Cena podskoczyła kilkukrotnie i litr potrafił kosztować nawet ok. 10 tysięcy złotych. Przez lata istniała możliwość importowania izotopu z Rosji, ale od 2010 roku z uwagi na własne, rosnące potrzeby Rosjanie zaprzestali eksportu.

Wynikiem tego jest dość trudny dostęp do izotopu. Oznacza to duże problemy dla systemów bezpieczeństwa czy badań naukowych. Może zamiast na Księżyc wystarczy odwiedzić Sudety?

Istnieje hipoteza o tym, że Dolny Śląsk może posiadać złoża cennego pierwiastka. Miałby się on znajdować w Sudeckim Uskoku Brzeżnym. Takie teorie wysnuł Michał Banaś z Polskiej Akademii Nauk, powołując się na wyniki badań prowadzonych w latach 60. i 70-tych.

Ta hipoteza opiera się na dwóch faktach. Jednym z nich jest złoże gazu ziemnego, które znajduje się w miejscowości Odolanów pod Wrocławiem. Wyniki pokazują, że zawiera ono od trzech do pięciu procent helu. Drugim aspektem są badania przeprowadzone ok. 60 lat temu, które wskazują, że stężenie helu-3 jest co najmniej 10 razy większe w stosunku do tego, co być powinno, jak podkreśla Michał Banaś.

Nie ulega wątpliwości, że takie odkrycie zmieniłoby postrzeganie Polski na arenie międzynarodowej. Mogłoby też mocno rozwinąć wiele elementów naszej nauki w kluczowych jego sektorach. Trzeba także pamiętać, że stalibyśmy się także potencjalnym eksporterem tego wyjątkowego surowca. To świetna waluta przetargowa w rozmowach z USA czy Rosją, które helu-3 potrzebują jak powietrza. Zresztą nie tylko oni.

Ośrodki naukowe na całym świecie "polują" na "kosmiczny izotop". Przykładem może być Japan Proton Accelerator Research Complex, który jako ośrodek badawczy potrzebuje 100 tysięcy litrów izotopu, by wykonywać podstawowe funkcję placówki.

JPARC zgromadził do tej pory 85 tysięcy i szuka możliwości zastąpienia helu-3 innym składnikiem potrzebnymi do detekcji neutronów. Istniejącymi alternatywami są izotopy litu-6 czy boru-10, choć daleko im do tak dobrych "parametrów" jak hel-3.

Europejski ośrodek CERN, który stosuje hel-3, także boryka się z jego brakiem. Dlatego podczas badań w ekstremalnie niskich temperaturach, choć zastąpienie izotopu jest możliwe, to naukowcy podkreślają, że wpływa to znacząco na czas samego procesu.

Energia, którą można uzyskać z tony tego izotopu jest równoważna energii uzyskanej z 50 milionów baryłek ropy naftowej.

Izotop jest tak wyjątkowy, że dzisiaj naukowcy starają się stosować jego recykling. Koncepcji odzyskiwania jest mnóstwo. Mówi się o pozyskiwaniu z atmosfery, ze skał czy z dna oceanu. Choć trzeba pamiętać, że to tylko desperacka próba pozyskiwania surowców. Dlatego oczy nauki skierowane są w stronę naszego naturalnego satelity.

Choć brzmi to futurystycznie i dość abstrakcyjne, to przyszłość Księżyca dzisiaj jest w rękach tych, którzy chcą otwierać tam kopalnie. Są już kraje, które mają przygotowany plan "podboju" naszego naturalnego satelity. Skoro indyjska agencja kosmiczna zapowiada, że chce prowadzić proces wydobycia surowca, to można stwierdzić, że tę globalną okazję zauważyli już wszyscy. Znamienne dla całego tematu helu-3 są słowa Kalaisavadivoo Sivana, przewodniczącego Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych: - Kraje, które opanują ten proces, będą dyktować warunki życia na Ziemi.

Chińska Narodowa Agencja Kosmiczna już wylądowała na niewidocznej stronie Księżyca. Zresztą wyczyn kraju Państwa Środka jest ekscytujący z kilku powodów. W końcu po raz pierwszy mogliśmy z bliska przyjrzeć się niedostępnej do tej pory dla ludzkości "ciemnej" stronie srebrnego globu. To właśnie tam, w wiecznie zaciemnionych kraterach, znajduje się około miliona ton tego izotopu helu.

Chińczycy nie mówią póki co wprost o wydobyciu "kosmicznego izotopu", ale podkreślanie na każdym kroku wielkich planów względem Księżyca może oznaczać, że mamy mocnego gracza w tym wyścigu. Chiny twierdzą, że skolonizują Księżyc już w 2020 roku.

Pierwsza sonda wraz z łazikiem nie tylko ma przeanalizować skład chemiczny powierzchni naszego naturalnego satelity, ale także poszukać miejsca na budowę bazy księżycowej. Chińczycy zaplanowali także harmonogram kolejnych misji księżycowych.

Oczywiście nie jest to proste, ani tanie. Rosyjska firma Energya szacuje, że budowa bazy księżycowej to koszt 10 miliardów dolarów.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) także bacznie przygląda się temu, co dzieje się na Księżycu. Stąd też ostatnie decyzje związane z podpisaniem kontraktu z konsorcjum ArianeGroup na powstanie pierwszych kopalni regolitu do 2025 roku. Jest to warstwa luźnej skały, która pokrywa Księżyc.

Na zdjęciu widać ogromne pokłady helu-3 drzemiące na Księżycu.

W wyniku uderzeń meteorytów w naszego naturalnego satelitę powstała miejscami nawet 20-metrowa warstwa przykrywająca powierzchnię. W oświadczeniu ArianeGroup zaznacza, że z warstwy luźnej skały można uzyskać wodę oraz tlen, a to daje możliwość stałej obecności człowieka na srebrnym globie.

David Parker z ESA potwierdza ten kierunek: - Wykorzystanie surowców dostępnych w kosmosie może być kluczem do stałej eksploracji Księżyca. Podpisany właśnie kontrakt jest tylko jednym z wielu elementów szeroko zakrojonego planu ESA, dzięki któremu w następnej dekadzie Europa stanie się ważnym partnerem globalnej eksploracji.

W śmiałych wizjach budowania kopalni na srebrnym globie trzeba pamiętać też o sceptykach, którzy także mają sporo racji. W końcu ludzkość dzisiaj nie dysponuje wieloma znanymi technologiami, które mogłyby być zdolne do masowego wydobycia dużych ilości regolitu.

Wydobycie to jedno. Następnie musi powstać proces technologiczny, który pył skalny z powierzchni zamieni w hel-3, a następnie bezpiecznie zostanie on wysłany na Ziemię. Sam proces transportowania wymaga stworzenia odpowiednich kapsuł i zbiorników do przewożenia dużych ilości surowca.

"Zawsze wydaje się, że coś jest niemożliwe, dopóki nie zostanie to zrobione" - Nelson Mandela

Jeśli hel-3 może pomóc każdemu z nas, bo w końcu zapotrzebowanie na energię jest dzisiaj powszechne, to pytanie o zasadność eksploatacji złóż jest pytaniem retorycznym. Tym właściwym jest to, czy ludzkość jest gotowa na ten krok. Nie łatwo nam przychodzi stawianie potrzeb ogółu nad potrzebami jednostki. Wydobywanie tego energetycznego izotopu bez wątpienia odmieni całkowicie naszą planetę. Tylko czy na dobre?

Jak to w życiu bywa, odpowiedź poznamy wtedy, kiedy będzie już za późno by o czymkolwiek decydować. Jedyne, co nam pozostaje, to jak zwykle wiara w dobro. W końcu świat z niemalże nieskończoną energią to może być raj… tylko, że każdy raj kiedyś się kończy. A na końcu pozostaje rachunek, który trzeba zapłacić. I tylko należy mieć nadzieję, że będzie nas wszystkich na niego stać.

Źródło: quora, kosmonauta, nowaatlantyda