Ormai ci siamo, siamo prossimi a ripartire verso la Luna e poi da lì verso Marte, dove proprio nelle scorse ore sono state “ufficialmente ” trovate, tracce di vita. Ma più che alla vita ora si guarda all’energia. E’ l’energia che garantisce la vita.
Dal 1969, il ritorno di una missione umana sulla Luna non è mai sembrato così vicino. Sebbene l’interesse scientifico continuasse a fiorire, i programmi spaziali lo avevano abbandonato per molti decenni a favore della Stazione Spaziale Internazionale e delle missioni per esplorare il sistema solare. Dominato dalla crescente competizione tra Stati Uniti e Cina, il ritorno sulla Luna è ora motivato dal desiderio di studiare ed eventualmente sfruttare le risorse che vi si possono trovare.
Di questi, l’elio-3 rappresenta il potenziale più significativo nel campo dell’energia. Questo isotopo non radioattivo è un combustibile ideale per il funzionamento di un reattore a fusione; consiste nel fondere l’elio-3 con il deuterio, con il vantaggio di non produrre neutroni. Mentre è ancora nelle sue fasi sperimentali, la capacità di contenere tale energia nella camera di contenimento del reattore potrebbe renderlo una valida fonte di energia.
Nel settembre 2021 la società statunitense Commonwealth Fusion Systems con sede in Massachusetts ha annunciato la creazione di un campo magnetico di 20 Tesla utilizzando un elettromagnete superconduttore ad alta temperatura, che costituisce un notevole progresso. Da questo punto di vista, l’estrazione di elio-3 sulla Luna potrebbe facilitare lo sviluppo di questa tecnologia rivoluzionaria.
Qual è il potenziale dell’elio-3 lunare?
Già nel 1988, un rapporto della NASA sull’elio-3 menzionava il potenziale di utilizzo di questo isotopo in un reattore a fusione nucleare 1 . Teoricamente, offre diversi vantaggi rispetto all’attuale energia nucleare come tecnica di energia abbondante, a basse emissioni di carbonio e senza scorie nucleari. Sulla carta, i suoi vantaggi lo rendono una risorsa competitiva, mentre questo isotopo è utile per altre applicazioni tra cui criogenia, computer quantistici e imaging polmonare MRI. Inoltre, la Luna è il suo principale serbatoio.
Per miliardi di anni, l’azione del vento solare ha rilasciato particelle ad alta energia, incluso l’elio-3, che si è accumulato sulla Luna in assenza di atmosfera. Risorsa rinnovabile per definizione, l’isotopo si deposita regolarmente sulla superficie lunare sotto la costante attività del Sole. Tuttavia, come mostra Ian Crawford, la nozione di abbondanza di questa risorsa deve essere soppesata: la concentrazione più alta osservata nelle misurazioni effettuate sui campioni è di 10 parti per miliardo (ppb), a seconda della massa, per una concentrazione media di 4 ppb nello strato di regolite 2 .
Il previsto ritorno sulla Luna
Come prerequisito per l’installazione di una base umana, molti stati (India, Russia, Cina, Emirati Arabi Uniti, ecc.) stanno preparando nuove missioni lunari. Il programma Artemis, supportato dalla NASA, è di gran lunga il più riuscito in questa fase per questo ritorno pianificato. Oltre agli Stati Uniti, molti paesi come Australia, Brasile, Italia, Giappone e Lussemburgo hanno aderito a questo ambizioso progetto. La Cina, insieme alla Russia, sta valutando anche l’istituzione di una base lunare. Tuttavia, le specifiche di tale impegno rimangono per il momento incomplete, sia in termini di risorse finanziarie che di modalità tecniche per raggiungere l’obiettivo fissato per il 2030.
Chiaramente, un’installazione permanente richiede la costruzione e la manutenzione delle infrastrutture attraverso l’uso di risorse disponibili localmente e l’uso intensivo di robot. A questo proposito, la società australiana Luyten sta cercando di implementare la tecnologia di stampa 3D per fornire soluzioni di costruzione in loco 3 . In altre parole, l’obiettivo è implementare un ecosistema lunare artificiale per facilitare il viaggio verso la Terra. Per raggiungere questa ambizione, l’incubatore francese TechTheMoon, con sede a Tolosa, è il primo al mondo dedicato allo sviluppo di un insediamento permanente sulla Luna 4. Nonostante questa emulazione, la creazione di una colonia umana rimane una prospettiva lontana. Un recente rapporto di audit della NASA indica ritardi cumulativi nel programma Artemis, in particolare nello sviluppo e nel test del modulo lunare, che di fatto posticipa la missione oltre il 2024 /5 .
La Cina inizia la corsa per questa nuova frontiera mineraria
La Cina ha dimostrato un aumento vertiginoso delle sue attività spaziali in direzione della luna, sia dal punto di vista economico che tecnologico. Come passo fondamentale nello sviluppo del suo programma spaziale, la Cina ha inviato la sua prima sonda in orbita attorno alla Luna nel 2007. Da allora, le missioni Chang’e 4 (2018) e Chang’e 5 (2020) hanno compiuto progressi significativi in la conoscenza e lo studio dei dati sulla topografia e composizione del suolo. Uno degli obiettivi di questi viaggi è determinare l’esatta quantità di elio-3 presente. A tal fine, il Beijing Research Institute of Uranium Geology (BRIUG) sta misurando il contenuto di elio-3 nel suolo lunare, valutandone i parametri di estrazione e studiando la fissazione al suolo di questo isotopo.
