เปิดขุมทรัพย์บนดวงจันทร์! ที่ประเทศมหาอำนาจหวังแย่งชิง
หลายท่านอาจสงสัยว่าทำไมนานาชาติจึงกระตือรือร้นไปดวงจันทร์กันนัก วันนี้เราจึงจะพาไปรู้จักเชื้อเพลิงแห่งอนาคตของมนุษยชาติที่สะสมบนดวงจันทร์อย่าง ฮีเลียม-3
ดวงจันทร์ จัดเป็นหมุดหมายสำคัญในการหวนคืนสู่การบุกเบิกอวกาศของมนุษยชาติ นานาประเทศต่างมุ่งหน้าในการตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์เต็มรูปแบบ โดยมีหมุดหมายในการตั้งรกราก สร้างที่พักพิง ไปจนเก็บเกี่ยวทรัพยากร ที่อาจทำให้หลายท่านสงสัยว่า ดวงจันทร์มีอะไรให้ทั่วโลกสนใจจับตามอง
วันนี้เราจึงจะพาไปดูหนึ่งในทรัพยากรที่พบได้มากบนดวงจันทร์และเป็นเป้าหมายสำคัญอย่าง ฮีเลียม-3
ฮีเลียม-3 รากฐานสำคัญแห่งนิวเคลียร์ฟิวชัน
ฮีเลียม-3 คือ ไอโซโทปหาที่มีความพิเศษสูง จากการมีนิวตรอนมีเพียงตัวเดียว ในขณะที่ฮีเลียมปกติ หรือ ฮีเลียม-4 มีนิวตอนอยู่ 2 ตัว จัดเป็นแร่ที่มีความสำคัญต่อการต่อยอดพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงต่างๆ เช่น เครื่องวัดการหมุนรอบตัวเองของนิวเคลียส, แปรรูปเพื่อสแกนภาพ MRI คุณภาพสูง ไปจนใช้ในการวิจัยทางฟิสิกส์
แต่ส่วนที่ได้รับความสนใจสูงสุดคือฐานะพลังงาน เมื่อนำ ฮีเลียม-3 รวมกับ ดิวทีเรียม จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันพร้อมปลดปล่อยพลังงานมหาศาล ปริมาณเพียง 20 ตันก็สามารถหล่อเลี้ยงประเทศจีนได้นานนับปี เมื่อรวมกับการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์และไม่ทิ้งกากกัมมันตรังสี นี่จึงเป็นเชื้อเพลิงชั้นดีในการหล่อเลี้ยงมนุษยชาติ
ข้อจำกัดสำคัญของ ฮีเลียม-3 อยู่ตรงค้นพบบนโลกได้น้อยมาก สาเหตุมาจากนี่เป็นธาตุที่พบได้จากดวงอาทิตย์แล้วถูกพัดออกมาผ่านพายุสุริยะกระจายไปตามดาวต่างๆ แต่โลกมีชั้นบรรยากาศหนาแน่นปกคลุมรวมถึงมีสนามแม่เหล็กคอยป้องกันลมสุริยะ อีกทั้งการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาต่อเนื่อง ทำให้ฮีเลียม-3 สลายไปได้ง่าย
ตรงข้ามกับดวงจันทร์ที่ไม่มีชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กป้องกันลมสุริยะ ทำให้มีการพัดพาฮีเลียม-3 เข้าสู่ดวงจันทร์ได้ง่าย มีการสะสมธาตุชนิดนี้ในรูปแบบฝุ่นและหินบนดวงจันทร์อยู่ทั่วไป โดยคาดว่าปริมาณของฮีเลียม-3 บนดวงจันทร์มีจำนวนสูงถึง 1 ล้านตัน ซึ่งเพียงพอในการหล่อเลี้ยงมนุษยชาตินับพันปี
นี่จึงเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้นานาชาติต่างสนใจและมุ่งมั่นในการตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์
ความพยายามจัดตั้งเหมืองฮีเลียม-3 บนดวงจันทร์
ปัจจุบันหลายบริษัทต่างให้ความสนใจคิดค้นพัฒนาเทคโนโลยีนำ ฮีเลียม-3 มาใช้ประโยชน์หลายด้าน เพื่อสนับสนุนการนำแร่ธาตุชนิดนี้กลับมาใช้งานบนพื้นโลก บริษัทเทคโนโลยีอวกาศ Shackleton Energy ยังให้ความเห็นว่า เชื้อเพลิงจากดวงจันทร์อาจช่วยให้เราสำรวจทั่วทั้งระบบสุริยะได้เลยทีเดียว
ในจำนวนนั้นสตาร์ทอัพ Interlune จากสหรัฐฯที่ตั้งเป้าในการขุดค้นและสกัด ฮีเลียม-3 มาใช้ประโยชน์โดยเฉพาะ ปัจจุบันพวกเขากำลังพัฒนาระบบสกัดฮีเลียม-3 จากหินและฝุ่นที่อยู่บนดวงจันทร์เพื่อนำมาใช้ประโยชน์ โดยตั้งเป้าให้ตัวต้นแบบพร้อมทดสอบการใช้งานภายในปี 2026 และคาดหวังว่าจะสามารถจัดตั้งโรงงานเต็มรูปแบบภายในปี 2030
อีกหนึ่งความพยายามที่เด่นชัดคือ ทีมวิจัยจาก Shanghai Institute of Satellite Engineering กับการพัฒนาระบบแม่เหล็กลอยตัว อาศัยหลักการเดียวกับกีฬาขว้างค้อนในการสร้างแรงเหวี่ยงจากแขนจักรกลที่มีความยาว 50 เมตร เมื่อบรรจุวัตถุที่ต้องการจัดส่งลงในแคปซูลแล้วจึงยิงเข้าสู่พื้นโลกในระดับความเร็วราว 2.4 กิโลเมตร/วินาที
จุดสำคัญของแนวทางนี้คือ ชั้นบรรยากาศบนดวงจันทร์มีความหนาแน่นและแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าโลกมาก การขนส่งจึงใช้พลังงานต่ำ สามารถหล่อเลี้ยงด้วยไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว พร้อมระบบหมุนเวียนพลังงานจลน์ช่วยให้การจัดส่งครั้งต่อไปกินพลังงานน้อยลง โดยคาดว่าเมื่อติดตั้งตัวฐานจะมีน้ำหนักที่ 80 ตัน และมีอายุการใช้งานราว 20 ปี
อย่างไรก็ตามทั้งสองโครงการยังมีข้อจำกัดในการใช้งานในหลายด้าน ทางฝั่ง Interlune ระบบค้นหาและสกัดฮีเลียม-3 ยังอยู่ในขั้นระหว่างการพัฒนาต้องรอดูประสิทธิภาพว่าจะสามารถใช้งานจริงได้แค่ไหน เช่นเดียวกับเครื่องหมุนเหวี่ยงที่ยังต้องเผชิญความท้าทาย ทั้งจากอุณหภูมิ ฝุ่น และรังสีบนดวงจันทร์เพิ่มเติม
นอกจากที่กล่าวถึงข้างต้นการใช้งานฮีเลียม-3 ยังมีความท้าทายอีกหลายด้าน นอกจากขั้นตอนการค้นหา สกัด และส่งกลับมาบนพื้นโลกแล้ว เทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชันก็ยังมีข้อจำกัด จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาอีกมากสำหรับรองรับและใช้งานฮีเลียม-3 เชิงพาณิชย์ได้เต็มที่
คงต้องอีกพักใหญ่เราจึงจะเห็นความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากการมารถึงของฮีเลียม-3 ต่อไป
ที่มา
https://interestingengineering.com/space/china-magnetic-launcher-moon