Луна сформировала изолированный фон для новой эры освоения космоса. Пока вы читаете это, во всем мире есть команды геологоразведочных работ, которые стремятся достичь поверхности этого кратера. Эта цель может быть достигнута уже в следующем году.
Этой новой эпохой руководят не космические сверхдержавы, стремящиеся развеваться под флагами, а многочисленные частные компании, каждая из которых стремится продемонстрировать свою способность пролететь 385 000 километров через пустую темноту космоса и прилунится на нашей соседке.
Рост числа таких компаний следует за возобновлением внимания к Луне со стороны космических агентств по всему миру, подстегиваемых Глобальной дорожной картой исследования, когда НАСА вновь готовимся к космическому исследованию Луны людьми. Это возрождение исследования Луны достигло лихорадочного предела, и вскоре эти частные компании впервые в истории предоставят возможность размещать научные и коммерческие полезные грузы в различных местах на поверхности Луны.
Ценник для выполнения такого великолепного инженерного подвига? Около 1 миллиона долларов за килограмм. Подумайте об этом на секунду; это масса всего 1 литра воды!
Поскольку космическая отрасль постоянно сталкивается с крупнейшими проблемами в мире в отношении своей доли государственной поддержки (и финансирования), крайне важно, чтобы мы сделали все возможное, чтобы снизить эти расходы и поставить вехи, которые действительно приносят пользу тем из нас, кто остался здесь на Земле. Итак, с такими ценниками на наши самые основные удобства, как мы можем когда-либо позволить себе постоянно расширять присутствие человечества дальше в космос?
Ответ заключается в возвращении к корням человеческого существования; жить за пределами Земли. Бесплодная поверхность Луны была когда-то описана Баззом Олдрином как «великолепное запустение», и на первый взгляд кажется, что это именно так. Но лежать в неподвижных поверхностных слоях - это клад ресурсов, достаточных для воспитания поселения будущих исследователей.
Среди многочисленных ресурсов на Луне есть различные металлы, захваченные в виде оксидов в поверхностном материале (реголит). Эти оксиды могут быть использованы при совместном производстве кислорода и чистых металлов, чтобы обеспечить астронавтов воздухом и прочными 3D-печатными структурами, в которых можно защититься от ударов микрометеоритов и постоянного потока потенциально смертоносных космических лучей, которые исходят от взрывов сверхновых далеко за пределами нашего солнечной системы.
Заглядывая гораздо дальше, редкоземельные металлы также могут быть извлечены для использования в наших современных электронных устройствах или даже в виде гелия-3 для топлива в наших еще не построенных термоядерных реакторах. Но самым непосредственным и самым захватывающим для меня способом использования ресурсов на Луне является лунный лед.
Вода давно теоретизируется о существовании на поверхности Луны из-за уникальной особенности переплетенной орбитальной геометрии между Землей и Луной. Из-за этой очень стабильной установки, которая существовала в течение миллиардов лет, ось луны наклонена всего на 1,5 градуса относительно входящих лучей солнца. Это означает, что на полюсах Луны существуют области внутри глубоких кратеров, которые совершенно не тронуты солнечным светом.
Это, в сочетании с тем фактом, что атмосфера практически отсутствует, означает, что между светом и тьмой на Луне существуют экстремальные перепады температур, превышающие 150 градусов по Цельсию. В настоящее время известно, что эти неосвещенные области внутри кратеров, называемые постоянно затененными областями или PSR, содержат огромное количество водяного льда, который лежал в идеальной изоляции в течение сотен миллионов лет. Несмотря на то, что количественно оценить это чрезвычайно сложно, обычно считается, что количество воды в этих PSR превышает 100 миллионов тонн.
Компании и агентства по всему миру уже изучают возможность успешного и эффективного сбора этой лунной воды. Если это так, то это откроет неисчислимые возможности для нашего будущего в космосе.
Прелесть лунной воды в том, что она может оказаться удивительно легкой для сбора с помощью роботизированных технологий. ЕКА уже планирует продемонстрировать это с помощью предложенной миссии под названием Геракл. Используя новую космическую станцию под руководством НАСА вокруг Луны, Гейтвэй, строительство которой запланировано на 2024 год, астронавты могут дистанционно управлять луноходом и собирать образцы для возможного возвращения на Землю. Более того, многие из транспортных компаний, которые намерены лететь на Луну в течение следующих нескольких лет, стремятся продемонстрировать способность передвижения на поверхности. Это означает, что в течение следующего десятилетия могут появиться десятки компаний, способных собирать воду роботами для подготовки к возвращению людей на поверхность.
Профиль миссии, который в значительной степени зависит от использования роботов-прекурсоров, хотя, возможно, и не такой захватывающий, как наблюдение, как человек радостно прыгает по пыльной лунной поверхности в условиях низкой гравитации, уменьшит риски для космонавтов. Если их спутники-роботы могут забрать достаточное количество воды, астронавты могут прибыть на базу с предварительными запасами, тем самым уменьшая количество топлива, используемого на каждом этапе миссии.
Имея доступ к лунному льду, мы наконец можем реализовать наше видение устойчивого и доступного расширения за пределы низкой околоземной орбиты. Конечно, наиболее очевидные примеры этого - очистка лунного льда с помощью простой процедуры выпаривания в питьевую воду. Или можно использовать солнечные батареи, чтобы использовать солнечную энергию для электролиза льда и образования кислорода для дыхания астронавтов; практика, которая уже банальна на Международной космической станции. Вода позволит нам начать выращивать свежие овощи, что принесет огромную пользу физическому и психическому здоровью астронавта во время будущих миссий.
Список можно продолжить. Вода даже жизненно необходима, когда ее не употребляют. Из-за высокого содержания водорода он может быть использован в качестве эффективной защиты от радиации, чтобы помочь защитить астронавтов от нескончаемого потока космической радиации.
В далеком будущем также будет возможно преобразовать лунный лед в жидкий водород и жидкий кислород с образованием ракетного топлива с впечатляющими характеристиками. Используя Луну, точнее лунную орбиту в качестве заправочной станции на пути в дальний космос, возможно, будет резко снизить цену исследования космоса - поскольку нам больше не придется поднимать сотни тонн дополнительного топлива с поверхность Земли. Я должен отметить, что этот момент сильно оспаривается из-за трудностей с хранением жидкого водорода в течение длительного времени. Тем не менее, скептики, кажется, делают ставку против самого богатого человека в мире, Джеффа Безоса, и его космической компании Blue Origin - не случайно, что их лунная шлюпка, Blue Moon, будет полагаться на недавно разработанный двигатель, работающий на жидком водороде и жидком кислороде.
А используя имеющиеся ресурсы на месте, мы получим возможность значительно сократить расходы на исследование Луны и работать над действительно устойчивым и постоянным форпостом в космосе. В ближайшие десятилетия при правильном финансировании со стороны национальных агентств будут развиваться новые отрасли дальнего космоса и появится лунная экономика.
Калум Эрвиу - аналитик миссий в Planetary Transportation Systems GmbH (ранее PTScientists GmbH), берлинской компании, которая стремится посадить космический корабль на луну, финансируемый из частных источников.
https://spacenews.com/op-ed-living-off-the-land-lunar-water-is-key-to-crewed-space-exploration/
#вода
Нет комментариев