Problems of research and mining of gas deposits on the Moon

Abstract

Purpose. The study of the main types of the most valuable lunar resources, such as water, hydrogen, oxygen and other gases in the lunar regolith, and the identification of the main methods and technical solutions for their exploration and mining. Methods. Based on the analysis of the data of regional and global geochemical mapping of the Moon by spacecraft, and also on the basis of experimental and theoretical studies of implantation and concentration of volatile components in lunar rock-forming minerals, the basic properties of volatiles in the lunar regolith were revealed. Findings. Depending on the form of accumulation and preservation of volatile components in the lunar regolith, three main types of gas deposits are identified: implanted, weakly bound and frozen volatiles, which differ in composition, content, regional distribution and reserves. Originality. A complex comparative analysis of the main types of gas deposits on the Moon was carried out, including composition, main properties, predicted reserves, methods and technical solutions for their research and mining. Practical implications. The most promising types of the Moon’s gas deposits are identified and recommendations are given for the development of technical facilities for research and exploration of these deposits, which are already being implemented in the projects of landing space vehicles and lunar rovers.

Цель. Изучение основных типов наиболее ценных лунных ресурсов (вода, водород, кислород и другие газы) в лунном реголите для определения основных методов и технических решений их исследования и добычи. Методика. На основе анализа данных регионального и глобального геохимического картирования Луны космическими аппаратами, а также на основе экспериментальных и теоретических исследований имплантации и концентрации летучих компонентов в лунных породообразующих минералах были выявлены основные свойства летучих в лунном реголите. Результаты. В зависимости от формы накопления и сохранения летучих компонентов в лунном реголите выделены три основных типа газовых месторождений – имплантированные, слабосвязанные и замороженные летучие, которые отличаются по составу, содержанию, региональному распределению и запасам. Научная новизна. Проведен комплексный сравнительный анализ основных типов газовых месторождений на Луне, включая состав, основные свойства, прогнозные запасы, методы и технические решения их исследования и разработки. Практическая значимость. Определены наиболее перспективные типы газовых месторождений на Луне и даны рекомендации по разработке технических средств для исследований и разведки этих месторождений, которые уже реализуются в проектах посадочных космических аппаратов и луноходов.

Мета. Вивчення основних типів найбільш цінних ресурсів Місяця (вода, водень, кисень і інші гази) в місячному реголіті для визначення основних методів і технічних рішень їх дослідження і видобутку. Методика. На основі аналізу даних регіонального та глобального геохімічного картування Місяця космічними апаратами, а також на основі експериментальних і теоретичних досліджень імплантації й концентрації летких компонентів у місячних породоутворюючих мінералах були виявлені основні властивості летких в місячному реголіті. Результати. Залежно від форми накопичення та збереження летких компонентів у місячному реголіті виділено три основних типи газових родовищ – імплантовані, слабозв’язані та заморожені леткі, які відрізняються за складом, вмістом, регіональним розподілом і запасами. Наукова новизна. Проведено комплексний порівняльний аналіз основних типів газових родовищ на Місяці, включаючи склад, основні властивості, прогнозні запаси, методи і технічні рішення їх дослідження та розробки. Практична значимість. Визначено найбільш перспективні типи газових родовищ на Місяці та надано рекомендації щодо розробки технічних засобів для досліджень і розвідки цих родовищ, які вже реалізуються у проектах посадочних космічних апаратів і місяцеходів.