Использование лунных ресурсов не означает дымовые трубы и карьеры.
Если мы вернемся на Луну и останемся там, чтобы сделать больше, чем просто оставить дополнительные следы, изменят ли внешний вид Луны добыча лунных ресурсов, исследование ее поверхности и создание аванпостов? Изменит ли использование Луны то, что сияет в ночном небе?
Президент Трамп призвал Америку вернуться на Луну, чтобы использовать ее ресурсы. В этом блоге я на протяжении многих лет пытался описать, почему Луна так многообещающа:
Луна уникальна - достижимая, достойная цель, вполне достижимая для человечества. С ее постоянно открытыми окнами запуска и близостью, ее интеллектуальной ценностью и полезностью Луна является следующим логическим пунктом назначения для национальной космической программы Америки и постоянно растущего числа коммерческих инвесторов. Если мы возьмем на себя инициативу сейчас, вскоре многие из нас снова испытают трепет, наблюдая, как люди и машины вступают в другой мир, и с понимающей улыбкой наблюдают, как другие переживают это впервые.
Многие, кто не был свидетелем высадки Аполлона, или кто плохо знаком с идеей космических ресурсов, думают, что добыча Луны (или любого другого внеземного тела) навсегда оставит шрамы на небесном ландшафте. Наша солнечная система огромна, что делает воздействие людей на некоторые из этих тел весьма минимальным; но для того, чтобы добраться куда угодно доступным и устойчивым способом, использование космических ресурсов, начиная с Луны, абсолютно необходимо для долговременного проживания в космосе и, в конечном счете, для выживания нашего вида. Мы намерены разрабатывать и использовать лунные материалы не просто для того, чтобы сказать, что мы это сделали, но и для создания новых возможностей в космических полетах, включая постоянную космическую транспортную систему Земля-Луна, которая со временем доставит нас в любую точку мира. вселенная.
Как я объяснил в Washington Post еще в 2005 году:
Жизнь на Луне расширит сферу деятельности человека и роботов в космосе за пределы низкой околоземной орбиты. Чтобы стать многопланетным видом, мы должны овладеть навыками извлечения местных ресурсов, развивать способность путешествовать и исследовать враждебные регионы, а также создавать новые резервуары человеческой культуры и опыта. Это долгое путешествие начинается на Луне - плацдарме, станции снабжения и классе для нашего путешествия во вселенную.
Много десятилетий прошло с тех пор, как Краффт Эрике заметил: «Если бы Бог хотел, чтобы человек стал космическим видом, он дал бы человеку Луну». Мы многое узнали о нашей Луне с тех пор, как Эрике впервые выдвинул эту идею; открытия, сделанные за эти прошедшие десятилетия, показали, что земная Луна действительно является ключом к превращению человечества в космический вид.
Вместе с новыми откровениями о наличии полезных ресурсов на Луне приходят опасения, что, используя Луну, мы как-то навредим ей. Но будет ли использование лунных ресурсов для создания расширяемых, ремонтопригодных и доступных транспортных средств в космосе за счет эстетических свойств нашей Луны? Чтобы понять, следует ли расширять доступ человечества в космос за счет использования космических ресурсов, важно сначала узнать и понять несколько вещей о Луне.
Луна имеет площадь поверхности несколько большую, чем Африканский континент. Он образовался около 4,5 миллиардов лет назад и находится примерно в 240 000 милях от Земли. Космическому кораблю требуется три дня, чтобы добраться до Луны с Земли. В школе мы узнаем, что Луна управляет океанскими приливами Земли. Одна сторона Луны называется дальней стороной (ошибочно «темной стороной»), потому что она постоянно обращена в сторону от Земли. (Дальняя сторона - это единственное место в нашей Вселенной, которое постоянно защищено от радиопомех Земли и где радиотелескопы смогут «видеть» историю формирования Вселенной.) Сторона, обращенная к Земле, называется ближней стороной. Из-за наклона Луны на полюсах Луны расположены кратеры, которые никогда не видят солнечного света и в которых задерживается замерзшая вода. Поскольку Солнце вращается вокруг горизонта на полюсах Луны (а не восходит и заходит, как Солнце на Земле), рядом с этими постоянно темными полярными кратерами (холодными ловушками) также есть области, которые почти постоянно получают солнечный свет. По мере того, как температура Луны снижается, в освещенных солнцем районах полярных регионов наблюдается довольно мягкая и постоянная температура -50°C.
У Луны нет атмосферы, которая могла бы защитить поверхность (или людей) от жесткого излучения, исходящего от Солнца; на протяжении миллиардов лет частицы лунной пыли поглощали эти частицы солнечного ветра. Таким образом, лунный грунт (реголит) содержит извлекаемые геологические данные, которые можно изучить, взяв образцы с поверхности Луны. На сегодняшний день работа в этой области показала, что состав древнего Солнца мог отличаться от состава современного Солнца. Поскольку Солнце является основным регулятором земного климата, изучение лунного реголита может помочь нам понять историю климата Земли. Кроме того, галактические космические лучи падают на реголит, оставляя явные химические свидетельства существования древних сверхновых (взорвавшихся звезд за пределами нашей Солнечной системы). Эти внелунные записи практически не изучены и могут привести к значительным достижениям в астрофизике и должны представлять особый интерес для ученых-климатологов.
Земля весит в 81 раз больше, чем Луна, в то время как Луна имеет только около 60 процентов плотности Земли. Из-за своего небольшого размера гравитационное притяжение Луны намного меньше, чем у Земли. На Луне ваш вес будет составлять одну шестую вашего веса на Земле. В глобальном масштабе поверхность Луны сильно изрыта метеоритами и кометами, которые падали на нее миллиарды лет. (Этот древний отчет о бомбардировке системы Земля-Луна также ожидает подробного научного изучения.) На экваторе Луны день длится две недели, а температура достигает 100-150 °C, после чего следует двухнедельная ночь, когда регистрируется прохладно -250°С (лунный 28-дневный цикл совпадает с его месячным обращением вокруг Земли). Чтобы путешествовать в космос и работать в таких условиях, потребуются уникальные и преданные своему делу люди.
На протяжении многих лет я отмечал, что полярные районы Луны являются самой ценной недвижимостью в нашей Солнечной системе. Чтобы прибыть на Луну, выжить и процветать, нам нужно сосредоточить наши усилия на полюсах - местах, которые обеспечивают почти постоянный солнечный свет, расположенных рядом с потенциально пригодной для добычи водой. Но эта недвижимость не «под ключ» - она потребует развития. Используя старые методы, такие как фракционная дистилляция, в сочетании с более новыми методами, такими как 3D-печать и передовая робототехника, мы начнем учиться добывать и производить системы жизнеобеспечения, человеческое жилье, а также производство и укрытие продуктов от -планета на Луне.
Люди на Земле не увидят клубы дыма из дымовых труб на Луне не только потому, что она так далеко, но и потому, что его не будет. Они не увидят поверхность, изуродованную открытой добычей полезных ископаемых, и не увидят, как по ее поверхности ползут городские разрастания. Масштабы разработки на Луне будут ограничены. Роботы начнут начальные этапы возвращения на Луну - найдут залежи льда, выкопают сырье и создадут инфраструктуру аванпоста. Производство ракетного топлива (кислорода и водорода) с использованием водяного льда полюсов не требует обширной инфраструктуры; реголит (почва) будет нагреваться, чтобы растопить смешанную в нем замороженную воду (и другие летучие вещества), пары которых затем собираются, конденсируются и сохраняются для будущей обработки.
Маловероятно, что деятельность человека заметно изменит внешний вид Луны. На полюсах все выемки льда происходят в постоянно темных областях. Эти области не видны ни с Земли, ни с орбиты. Со временем большие участки темных морей (измельченная лавовая почва, называемая реголитом) могут быть выкопаны путем добычи гелия-3. Однако даже при наблюдении в мощные телескопы многокилометровая операция не будет видна с Земли. Горные выработки будут глубиной менее пары метров, а наиболее заметным эффектом будет небольшое осветление материалов поверхности (аналогично молодому кратеру, где нарушен реголит). Это может даже стать аттракционом «Где Уолдо»: «Можете ли вы найти добычу полезных ископаемых на Луне? Подойдите к телескопу и угадайте с наилучшей стороны - 10 долларов за попытку!»
Нет никакого способа обойти это; добыча полезных ископаемых необходима не только на Луне, но и везде во Вселенной. Астероиды тоже можно добывать, но поскольку добыча обычно включает в себя отделение одних объектов от других, гравитация может быть очень полезной. Это свойство делает более крупные тела внутренней Солнечной системы хорошими кандидатами для тестирования методов добычи и хранения водяного льда. Мы никогда не освободимся от Земли, если будем вынуждены запускать все, что с нами, из глубочайшего гравитационного колодца внутренней Солнечной системы. Начиная с Луны, люди узнают, что значит жить в условиях низкой гравитации. (К марсианской гравитации тоже нужно привыкнуть, так как она составляет примерно 1/3 земной гравитации.)
Поскольку почвы на разных земных телах разные, нам нужно понять, как работать в новых и сложных условиях. Почва Луны (реголит) угловатая, мелкая и абразивная. Почва Марса химически токсична. По сути, на Луне нет воздуха (атмосферы), поэтому, когда почва (в одну шестую земного притяжения) возмущена, она взлетает по баллистической траектории, а затем немедленно падает обратно на поверхность (этот эффект можно увидеть на рис. видео Аполлона). Хотя плотность атмосферы Марса составляет всего 1/100 от земной (и состоит на 99% из углекислого газа), она по-прежнему создает глобальные пыльные бури, покрывающие оборудование и снижающие видимость практически до нуля. Все эти проблемы представляют собой проблемы, которые необходимо решить, чтобы люди отважились уйти дальше от Земли.
Как заметил Эрик (насмешливо), у нас есть Луна, которая обладает непревзойденным потенциалом изменить будущее и возможности выживания человечества. Наконец-то мы на пути к Луне, чтобы учиться, работать и готовиться к более амбициозным путешествиям вглубь космоса. Как только люди на Земле будут регулярно видеть изображения, отправленные с поверхности Луны, это изменит их больше, чем кто-либо, кто находится там, изменит Луну. В эмоциональном и интеллектуальном плане лунное развитие будет прекрасным и захватывающим - новая эра, наполненная неисчислимыми возможностями для будущего и направления человечества.