Ay’da titanyum ne kadar erişilebilir?

Ayın kaynaklarını çıkarmak için aydan madencilik yapmak, insanlığın güneş sistemine giden yolunda kritik bir adımdır. Ay’daki en yaygın kaynaklardan biri olan titanyum, Dünya’da nispeten değerli kabul ediliyor.

Ton başına 10.000 dolardan oluşan bu metal, havacılık ve nanoteknoloji gibi çeşitli endüstrilerde kullanılan en değerli metallerden biridir. Peki Dünya ekonomisine bu değerli malzemenin daha fazlasını sağlamak için aydaki titanyumdan yararlanabilir miyiz? Bu soru Finlandiya’daki Uppsala Üniversitesi’ndeki araştırmacıların hazırladığı bir makalenin odak noktasıdır.

Evrenin en yaygın dokuzuncu elementi olan titanyumun ayda bol miktarda bulunması sürpriz olmamalı. Aydaki titanyumun büyük bir kısmı ilmenit adı verilen bir mineralde bulunuyor ve bu mineral de Dünya’da metrik tonu yalnızca 390 dolardan satılıyor. İlmenit, Apollo astronotlarının inip örnek topladığı Sükunet Denizi’ndeki bazı kayaların hacminin %20’sini oluşturuyor.

Ayın bu konumunda mevcut olan potansiyel titanyum miktarını doğru bir şekilde temsil ettiğinden emin olmak için yeni bir çalışmanın yazarları çalışmak ‘da yayınlandı Avrupalı ​​Jeolog dergisi Renaud Merle, Mikael Höök, Valentin Troll ve Alexander Giegling, iki farklı ilmenit konsantrasyonunu incelediler; bölgedeki genel regolit için %3 ve Apollo astronotlarının örneklediği bazaltik kayalar için %15. Daha sonra bu bölgedeki bir madenin potansiyel çıktısını, kendi anavatanları Norveç’teki, dünyanın en verimli madenlerinden biri olan Tellnes madeniyle karşılaştırdılar.

Tellnes, madencilik için tahminen 575 milyon metrik tonla dünyanın en zengin titanyum yataklarından birinin üzerinde yer alıyor. Huzur Denizi’nin ölçeğine göre boyutu çok küçük olsa da, %18’lik yüksek TiO konsantrasyonuna sahiptir.₂ (titanyum dioksit — malzemenin en yaygın olarak bulunan formu), muhtemelen yüksek kullanım ömrüne sahip olduğu ve bir ay madeninin çıktısını karşılaştırmak için bir temel çizgiye sahip olduğu anlamına gelir. Daha da önemlisi, düzenli olarak yılda 750 kiloton ilmenit üretiyor ve bu da dünya çapındaki titanyum üretiminin yaklaşık %5’ini temsil ediyor.

Madenin işletilmesi için büyük bir ekskavatör ve altı büyük damperli kamyon gerekiyor. Genel olarak Caterpillar tarafından üretilen ekskavatör ve damperli kamyonlar, aya gönderilecek neredeyse 2.500 ton malzemeyi temsil ediyor. Yazarlar, bunun için Satürn V’nin 40’tan fazla fırlatılması gerekeceğini tahmin ediyor; bu da yaklaşık olarak ISS’nin tamamen inşa edilmesi için gereken sayıya eşdeğer.

Ekipman aya indikten sonra hala çalıştırılması gerekiyor. Şu anda bu devasa makinelere güç veren büyük dizel motorlar ayda pek bir seçenek değil. Dünya üzerinde yedi makinenin tamamını çalıştırmak için gereken toplam güç yaklaşık 11 MW’tır ve yazarlar bunun güneş enerjisi ve nükleer enerjinin birleşimiyle karşılanabileceğini düşünüyor. Ancak yeterince büyük bir pilin ağırlık hesaplamalarını nasıl etkileyeceğinden bahsetmiyorlar.

Peki her şey yerli yerinde, çalışır durumda ve çalışır durumda olsaydı böyle bir madencilik operasyonu ne kadar etkili olurdu? Etkinliği ölçmenin birkaç yolu vardır, ancak önce üretilen toplam titanyum miktarına bakalım. Yazarların hesaplamaları, beklenen madencilik oranının yılda yaklaşık 500 kt (Tellnes’in üretiminin yaklaşık 2/3’ü) olduğunu gösteriyor ancak bu seviyeye çıkmanın 20 yıla kadar süreceği de unutulmamalıdır.

Daha genel olarak teknoloji ve malzeme kullanımı açısından 20 yılda çok şey değişebilir; dolayısıyla sonuçta bu makale, özellikle Dünya’daki madenlerin hızlı bir şekilde işleyebileceği göz önüne alındığında, ekonomik bir çözüm olarak titanyum çıkarmanın neden faydalı olabileceğine dair ikna edici bir açıklama sunmuyor. Dünyaya bağlı artan talebi karşılamak için üretimlerini artırın.

Ancak madencilik sürecinin ek bir avantajı daha var: Titanyumun açığa çıkması için ilmenitin parçalanması aynı zamanda roket yakıtından solunabilir havaya kadar her şey için gerekli olan oksijenin de açığa çıkmasına neden oluyor. Bu nedenle, özellikle titanyumun peşine düşmek yerine, ilk ay madenciliği çalışmaları ilmenitin içerdiği oksijene odaklanabilir ve bir yan etki olarak titanyum (görünüşte Dünya’daki iki materyalden daha değerli olanı) üretebilir.

Ancak yazarların makalede belirttiği gibi, önümüzdeki 10 yıl içinde böyle bir projenin gerçekleştirilmesi şüphelidir. O zamana kadar teknolojiler gelişmeye devam edecek, ta ki bir gün birisi aydan ilk titanyum parçasını çıkarıncaya kadar. Bu gerçekleştiğinde bu değerli malzemenin nerede en yararlı olacağı henüz bilinmiyor.