Surowce geologiczne na Księżycu: Poszukiwanie, wydobycie i przetwarzanie dla budowy przyszłych baz pozaziemskich
To tytuł wykładu specjalnego w ramach XXXI edycji Kruszywa Cement Wapno 2024. Referat wygłosi dr Jakub Ciążela z Instytutu Nauk Geologicznych PAN.
Powrót człowieka na Księżyc nastąpi jeszcze w tej dekadzie. Amerykański program Artemis zakłada zastosowanie polityki ISRU (In-Situ Resource Utilization), umożliwiającej wykorzystanie lokalnych surowców do budowy baz pozaziemskich. Referat przedstawi możliwości poszukiwania, wydobycia i przetwarzania kluczowych zasobów, które będą fundamentem przyszłych misji. Polska odegra znaczącą rolę w tych działaniach dzięki Polskiej Misji Księżycowej i spektrometrowi dalekiej podczerwieni MIRORES, który umożliwi precyzyjne mapowanie zasobów, takich jak ilmenit i siarczki metali w morzach bazaltowych.
Ilmenit (FeTiO₃) to jeden z najważniejszych minerałów na Księżycu, ceniony nie tylko jako źródło żelaza i tytanu, ale także ze względu na zdolność wyłapywania helu z wiatru słonecznego. Hel-3, pozyskiwany z ilmenitu, to potencjalne paliwo dla reaktorów fuzyjnych, a sam ilmenit jest także źródłem tlenu i paliwa rakietowego. Jego zasoby w morzach bazaltowych czynią go kluczowym surowcem dla przyszłych operacji wydobywczych.
Woda, odkryta na biegunach Księżyca w formie lodu, może być przekształcana na wodór i tlen, co zapewni produkcję paliwa rakietowego i podtrzymanie życia. Referat przedstawi technologie pozwalające na pozyskiwanie i przetwarzanie wody, co jest kluczowe dla długotrwałej obecności człowieka na Księżycu.
Siarkobeton, produkowany z lokalnej siarki, stanowi innowacyjną alternatywę dla tradycyjnych materiałów budowlanych, eliminując potrzebę użycia wody. Jest odporny na ekstremalne dobowe wahania temperatur oraz niskie ciśnienie bliskie próżni, co czyni go idealnym materiałem do budowy w trudnych warunkach księżycowych.
Panele słoneczne oparte na pirycie, minerał łatwiej dostępny na Księżycu niż przetworzony krzem, stanowią kolejną obiecującą alternatywę. Produkcja krzemu wymaga wysokich temperatur i dużych ilości energii, co sprawia, że piryt jest bardziej opłacalnym rozwiązaniem. Jego właściwości fotowoltaiczne pozwolą by efektywnie zasilać opartymi na nim panelami przyszłe bazy księżycowe.
Te i inne omawiane w referacie innowacyjne technologie będą kluczowe nie tylko w eksploracji Księżyca, ale także w przyszłych misjach na Marsa i innych ciałach niebieskich.
Bio: Jakub Ciążela jest geologiem złożowym i planetarnym w Instytucie Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk oraz prezesem zarządu spółki MIRORES Mining Data Services. Prowadzi pięć projektów finansowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, w tym badania nad surowcami geologicznymi, które mogą stać się fundamentem przyszłych baz pozaziemskich. Dodatkowo realizuje trzy granty OPUS Narodowego Centrum Nauki, skupiające się na procesach metalogenicznych na Marsie i w innych środowiskach tektonicznych. Jego prace koncentrują się na procesach złożowych w ekstremalnych warunkach, takich jak Księżyc i Mars, oraz na opracowywaniu technologii poszukiwania i wydobycia surowców, kluczowych dla budowy i utrzymania przyszłych baz kosmicznych.
Dr Ciążela pełnił istotne funkcje w międzynarodowych projektach badawczych, w tym w Ekspedycji 360 International Ocean Discovery Program na Oceanie Indyjskim oraz w badaniach siarczków polimetalicznych na Grzbiecie Śródatlantyckim. Kieruje rozwojem spektrometru MIRORES, głównego instrumentu Polskiej Misji Księżycowej dla Polskiej Agencji Kosmicznej (POLSA), oraz misji Europejskiej Agencji Kosmicznej Lunar Mineralogy Mapper, który będzie odpowiadał za poszukiwanie surowców na Księżycu z orbity.
Ponadto, Dr Ciążela jest profesorem wizytującym na Uniwersytecie w Mediolanie, wiceprzewodniczącym Komisji Minerałów Rudnych (COM) w International Mineralogical Association oraz przewodniczącym IX Zjazdu Polskiego Towarzystwa Mineralogicznego. Jest laureatem licznych prestiżowych nagród naukowych, w tym Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Nagród Naukowych Polityki oraz Technology Transfer Europejskiej Agencji Kosmicznej. Jest również autorem kilkudziesięciu recenzowanych publikacji naukowych w zakresie nauk o Ziemi.
***
Organizatorem wydarzenia jest firma BMP Sp. z o.o., wydawca magazynu Kierunek Surowce i portalu kieruneksurowce.pl.
Komentarze