RU2353775C1 - КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА - Google Patents
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2353775C1 RU2353775C1 RU2007146304/03A RU2007146304A RU2353775C1 RU 2353775 C1 RU2353775 C1 RU 2353775C1 RU 2007146304/03 A RU2007146304/03 A RU 2007146304/03A RU 2007146304 A RU2007146304 A RU 2007146304A RU 2353775 C1 RU2353775 C1 RU 2353775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moon
- lunar soil
- points
- lunar
- earth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки лунного грунта и получения гелия-3 (Не3) на Луне, включая ее обратную сторону. Технический результат - упрощение технологии и оборудования для получения гелия-3 (Не3), а также получение гелий-3 (Не3) не только на видимой стороне Луны, но и на обратной стороне. Комплекс средств для получения (Не3) из лунного грунта включает источник микроволн сверхвысокой частоты, установленный на поверхности луны, а также контрольно-управляющую аппаратуру. Источник микроволн сверхвысокой частоты излучает на участок поверхности лунного грунта, закрытого прозрачной для излучения эластичной герметичной оболочкой, с последующим отводом Не3 из зоны, закрытой оболочкой, его сжижением и сбором. Контрольно-управляющая аппаратура установлена в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна с возможностью ретрансляции контрольно-управляющего сигнала на обратную сторону Луны. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области переработки лунного грунта и получения гелия-3 (в дальнейшем Не3) на Луне, включая ее обратную сторону.
Сущность изобретения: получение и переработку лунного грунта осуществляют с помощью источника микроволн сверхвысокой частоты, излучающего на участок поверхности лунного грунта, закрытого прозрачной для излучения эластичной герметичной оболочкой, с последующим отводом Не3 из зоны, закрытой оболочкой, его сжижением и сбором, при этом контрольно-управляющая аппаратура установлена в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна с возможностью ретрансляции контрольно-управляющего сигнала на обратную сторону Луны.
Известно устройство, реализующее способ получения Не3 из лунного грунта путем забора грунта, транспортирования и переработки путем нагрева, сепарации Не3, Не4 и породы и ожижения (Processes and Energy costs for mining Lunar «Helium-3», J.N.Sviatoslavsky, Wiskonsin Center for Spaces Automation, 1988, Wi-53706, and Roboties). В этом случае используют операции забора и транспортирования грунта, что усложняет технологию получения Не3 и оборудование для этого.
Известно устройство, реализующее способ получения энергии путем термоядерного синтеза типа D-He3 преимущественно в условиях космоса (Proceedings of the Works Hop on D-He3 based reactor studies, Kurchatov Atomic Energy Institute, Moscow, 1991, Barmin I.V., Kulchinsky G.L.). В этом случае также предполагается выемка грунта и его транспортирование к месту переработки, что требует значительных затрат энергии и применения сложных агрегатов.
Известна возможность расположения научно-исследовательской космической станции в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна («Авиация и космонавтика» 1987 г. №7, стр.42-43), где предлагается создать глобальную систему связи на Земле с помощью ретрансляторов, расположенных в точках либрации системы Земля - Луна. В этом предложении сигнал связи может поступать на Землю в любую ее точку за счет пространственного расположения ретрансляторов, сигнал которых охватывает Землю со всех сторон. Но предложение касается только системы связи на Земле.
Известно устройство, реализующее «Способ разработки лунного грунта для получения Не3 и устройство для его осуществления», патент РФ №2055206 от 25.06.93 г., включающее тяговое, грунтозаборное, транспортирующее и приемно-перерабатывающее средства, причем транспортирующее средство выполнено в виде метателя и размещено на грунтозаборном средстве, а на одном из механизмов тягового средства установлено приемно-перерабатывающее средство.
Недостатком этого устройства является сложность технологии и оборудования.
Известна космическая установка для получения энергии с помощью термоядерного синтеза типа D-He3 («Космическое топливо для 21 века», инженерное отделение Висконсинского университета, Мэдисон, США, буклет, 1988 г.), принятая за ближайший аналог, где приведена принципиальная схема двигательной установки для получения электроэнергии, с побочным излучением нерадиоактивных частиц и микроволн сверхвысокой частоты (до 50% от получаемой энергии). При этом излучаемая энергия может быть использована как реактивная тяга. Но использование этой установки в качестве излучателя микроволн сверхвысокой частоты и одновременно в качестве двигателя с реактивной тягой достаточно сложно технологически и конструктивно. Кроме того, управление этой установкой осуществляется в непосредственной близости от нее.
Техническим результатом предлагаемого комплекса средств для получения Не3 из лунного грунта является использование излучателя микроволн сверхвысокой частоты, установленного на обратной стороне Луны, при этом контрольно - управляющий сигнал поступает к излучателю с помощью ретрансляторов, установленных в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна. При этом технология получения Не3 достаточно проста, т.к. исключаются операции забора и транспортирования лунного грунта, что актуально в условиях энергодефицита на Луне. Кроме того, появляется возможность обработки лунного грунта не только с видимой стороны Луны, но и с обратной стороны, что расширяет область применения комплекса.
Технический результат достигается за счет того, что источник микроволн сверхвысокой частоты излучает на участок поверхности лунного грунта, закрытого прозрачной для излучения эластичной герметичной оболочкой, с последующим отводом Не3 из зоны, закрытой оболочкой, его сжижением и сбором, при этом контрольно-управляющая аппаратура установлена в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна с возможностью ретрансляции контрольно-управляющего сигнала на обратную сторону Луны.
Сегодня большие надежды для решения энергетических проблем возлагаются на управляемые термоядерные реакции, одной из которых является реакция синтеза ядер дейтерия (D) и изотопа гелия-3 (Не3), обладающая эффективным выделением тепла при практическом отсутствии радиоактивных отходов. На Земле данный изотоп встречается крайне редко. На Луне в течение многих миллионов лет лунный грунт, как губка, впитывал Не3, приносимый солнечным ветром. Результаты анализов лунного грунта показали, что в первых пяти метрах поверхностного реголита накопилось порядка миллиона тонн Не3. Такого количества ядерного топлива хватило бы на обеспечение электроэнергией не только лунной базы, но и всего человечества на протяжении 5 тыс. лет. Кроме того, лунные запасы Не3 возобновляемы и легко доступны. Поэтому получение Не3 и доставка его на Землю экономически оправдано и целесообразно.
На фиг.1 изображена схема расположения точек либрации (точек Лагранжа) в системе Земля - Луна. Если тело с массой намного меньшей, чем другие два тела, находится на одной прямой с ними, то по уравнению Лагранжа существует пять точек в этой системе, где силы гравитации на малое тело уравновешиваются силой инерции. Возникает парадоксальная ситуация, когда малое тело, помещенное в любую из этих пять точек, может там находиться теоретически сколь угодно долго. В системе Земля - Луна в этих точках отсутствует атмосфера и нет никаких препятствий для прохождения контрольно-управляющего сигнала. Буквами «З» и «Л» обозначены расположение Земли и Луны, а цифрами - расположение точек либрации. На фиг.2 изображено расположение аппаратуры - ретрансляторов поз.1, 2, 3 и трасса прохождения контрольно-управляющего сигнала. На фиг.3 изображен участок поз.4 поверхности Луны, закрытый эластичной герметичной оболочкой поз.5, и излучатель поз.6, излучающий сквозь эластичную герметичную оболочку поз.5 на лунный грунт микроволны сверхвысокой частоты.
Комплекс средств для получения Не3 из лунного грунта работает следующим образом. Контрольно-управляющий сигнал от ретранслятора поз.1 с Земли поступает в точку либрации 4 на ретранслятор поз.2, где сигнал фиксируется, усиливается и передается на ретранслятор поз.3, где также фиксируется, усиливается и передается на излучатель поз.6 микроволн сверхвысокой частоты, установленный на обратной стороне Луны. Излучатель поз.6 фиксирует полученный сигнал и, в свою очередь, генерирует излучение микроволн сверхвысокой частоты на участок поз.4 лунного грунта сквозь эластичную герметичную оболочку поз.5, прозрачную для этого излучения. Далее под воздействием излучения из лунного грунта выделяется в виде газа Не3, который собирают, сжижают и закачивают в баллоны (не показано). Потом баллоны транспортируют на Землю. Следует заметить, что ретранслятор поз.2 может быть расположен не в точке 4, а в точке 5 либрации в системе Земля - Луна, т.к. эти точки симметричны относительно прямой Земля - Луна и безразлично, где будет расположен ретранслятор поз.2. Если же получение Не3 будет происходить на видимой стороне Луны, то сигнал от ретранслятора поз.1 будет поступать непосредственно на излучатель поз.6, расположенный на видимой стороне Луны, помимо ретрансляторов поз.2, 3. Ретрансляторы поз.2, 3, расположенные в точках 4, 5 и 3, будут находиться там теоретически сколь угодно долго, без затраты энергии, кроме того контрольно-управляющему сигналу не будет помех, т.к. в точках либрации нет атмосферы. Вся аппаратура может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Технический эффект заключается в возможности получении Не3 не только на видимой стороне Луны, но и на обратной стороне. Кроме того, технология и оборудование для получения Не3 достаточно просты.
Экономический эффект на данной стадии проекта определить не представляется возможным.
Claims (1)
- Комплекс средств для получения Не3 из лунного грунта, включающий источник микроволн сверхвысокой частоты, установленный на поверхности Луны, а также контрольно-управляющую аппаратуру, отличающийся тем, что источник микроволн сверхвысокой частоты излучает на участок поверхности лунного грунта, закрытого прозрачной для излучения эластичной герметичной оболочкой, с последующим отводом Не3 из зоны, закрытой оболочкой, его сжижением и сбором, при этом контрольно-управляющая аппаратура установлена в точках либрации (точках Лагранжа) системы Земля - Луна с возможностью ретрансляции контрольно-управляющего сигнала на обратную сторону Луны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007146304/03A RU2353775C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007146304/03A RU2353775C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2353775C1 true RU2353775C1 (ru) | 2009-04-27 |
Family
ID=41019039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007146304/03A RU2353775C1 (ru) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2353775C1 (ru) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600577C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2016-10-27 | Университа' Дельи Студи Ди Кальяри | Способ изготовления предметов для гражданских и/или промышленных объектов на луне, марсе и/или астероиде |
RU2701394C1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-09-26 | Александр Федорович Попов | Устройство для сбора гелия-3 |
WO2020033561A3 (en) * | 2018-08-07 | 2020-03-19 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost for propellant extraction |
US11085669B2 (en) | 2015-04-22 | 2021-08-10 | Trans Astronautica Corporation | Optics and structure for space applications |
CN114486434A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种提取月球氦-3资源的地面试验装置及方法 |
CN114684799A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-07-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于月球氦3的开采设备及开采方法 |
US11391246B2 (en) | 2020-04-27 | 2022-07-19 | Trans Astronautica Corporation | Omnivorous solar thermal thruster, cooling systems, and thermal energy transfer in rockets |
US11608196B2 (en) | 2020-07-22 | 2023-03-21 | Trans Astronautica Corporation | Directing light for thermal and power applications in space |
US11748897B1 (en) | 2022-06-24 | 2023-09-05 | Trans Astronautica Corporation | Optimized matched filter tracking of space objects |
US12025006B2 (en) | 2020-09-22 | 2024-07-02 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost |
-
2007
- 2007-12-17 RU RU2007146304/03A patent/RU2353775C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
J.N.SVIATOSLAVSKY, Processes and energy costs for mining lunar "Helium-3", Wisconsin center for space automation, 1988. I.V.BARMIN, G.L.KULCHINSKY, * |
Космическое топливо для 21 века. Инженерное отделение Висконсинского университета, Мэдисон, US, буклет, 1988. * |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600577C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2016-10-27 | Университа' Дельи Студи Ди Кальяри | Способ изготовления предметов для гражданских и/или промышленных объектов на луне, марсе и/или астероиде |
US11085669B2 (en) | 2015-04-22 | 2021-08-10 | Trans Astronautica Corporation | Optics and structure for space applications |
US11280194B2 (en) | 2015-04-22 | 2022-03-22 | Trans Astronautica Corporation | Optics and structure for space applications |
US11643930B2 (en) | 2015-04-22 | 2023-05-09 | Trans Astronautica Corporation | Optics and structure for space applications |
WO2020033561A3 (en) * | 2018-08-07 | 2020-03-19 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost for propellant extraction |
US11143026B2 (en) | 2018-08-07 | 2021-10-12 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost for propellant extraction |
US11725513B2 (en) | 2018-08-07 | 2023-08-15 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost for propellant extraction |
RU2701394C1 (ru) * | 2019-03-18 | 2019-09-26 | Александр Федорович Попов | Устройство для сбора гелия-3 |
US11391246B2 (en) | 2020-04-27 | 2022-07-19 | Trans Astronautica Corporation | Omnivorous solar thermal thruster, cooling systems, and thermal energy transfer in rockets |
US12025078B2 (en) | 2020-04-27 | 2024-07-02 | Trans Astronautica Corporation | Omnivorous solar thermal thruster, cooling systems, and thermal energy transfer in rockets |
US11608196B2 (en) | 2020-07-22 | 2023-03-21 | Trans Astronautica Corporation | Directing light for thermal and power applications in space |
US12025006B2 (en) | 2020-09-22 | 2024-07-02 | Trans Astronautica Corporation | Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost |
CN114684799A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-07-01 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于月球氦3的开采设备及开采方法 |
CN114684799B (zh) * | 2020-12-30 | 2023-09-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于月球氦3的开采设备及开采方法 |
CN114486434A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种提取月球氦-3资源的地面试验装置及方法 |
US11748897B1 (en) | 2022-06-24 | 2023-09-05 | Trans Astronautica Corporation | Optimized matched filter tracking of space objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2353775C1 (ru) | КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА | |
Xie et al. | Theoretical and technological exploration of deep in situ fluidized coal mining | |
Nakamura et al. | Dynamics of thin current sheets associated with magnetotail reconnection | |
Wittenberg et al. | A review of 3He resources and acquisition for use as fusion fuel | |
Angus et al. | The LAGUNA design study-towards giant liquid based underground detectors for neutrino physics and astrophysics and proton decay searches | |
Duke et al. | Development of the Moon | |
Bassez | Water, air, earth and cosmic radiation | |
Mueller et al. | Opportunities and strategies for testing and infusion of ISRU in the evolvable mars campaign | |
Barker et al. | Resource utilization and site selection for a self-sufficient martian outpost | |
RU2328599C1 (ru) | КОМПЛЕКС СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ He3 ИЗ ЛУННОГО ГРУНТА | |
Piper | Geological and geophysical evidence relating to continental growth and dynamics and the hydrosphere in Precambrian times: a review and analysis | |
Wittenberg | Non-lunar 3He resources | |
Mane | In-Situ Resource Utilisation for Moon & Mars System | |
Xiaocan et al. | Application of Lithium isotope geochemistry to the study of the continental geothermal system | |
Buden | Atoms for space | |
Olson | Lunar Helium-3: Mining Concepts, Extraction Research, and Potential ISRU Synergies | |
Duke | Workshop on Using In Situ Resources for Construction of Planetary Outposts | |
Betelev | The concept of an expanding earth | |
Cooper et al. | Europa exploration: science and mission priorities | |
Béghin | Self-consistent modeling of induced magnetic field in Titan’s atmosphere accounting for the generation of Schumann resonance | |
Sanders | Space resource utilization: technologies and potential synergism with terrestrial mining | |
Hedrick | Towards Mining Rare Earth Elements on the Moon | |
Zakharova et al. | The multi-scale mapping of Mons Rumker area for designing lunar rover’s route purpose | |
Fraeman et al. | The prevalence and settings of sedimentary iron oxides on Mars | |
Lara et al. | Our Future? Space Colonization and Exploration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091218 |