Как построить лунную базу

А теперь поехали. Забудьте о камере.

Эти обычные слова имеют необычайное значение: они считаются последними словами, сказанными человеком на Луна.

Это было в декабре 1972 года, когда уходящие Аполлон 17-я миссия обрушила завесу на три года отважных и смелых пилотируемых исследование космического пространства во время которого 12 человек оставили свои исторические следы в лунной пыли.

Но последние четыре десятилетия наш ближайший сосед не контактировал с людьми, его исследовали только роботы-часовые, которых мы послали.

Это может измениться, по крайней мере, если Иоганн-Дитрих ВернерГенеральный директор Европейского космического агентства (ЕКА) добивается своего – он хочет построить деревню на Луне!

Другие космические агентства по всему миру, в том числе НАСА и российское агентство “Роскосмос” тоже издает подобные шумы. Так можем ли мы наконец вступить в эру постоянного присутствия человека на Луне?

Этап 1: Путешествие на Луну

Перво-наперво: чем меньше вы возьмете с собой, тем лучше.

Запуск всего 1 кг материала в космос стоит не менее 10 000 долларов, и это еще до того, как вы вывели его на лунную орбиту и высадили на Луну.

«В настоящее время самым модным словом является« использование ресурсов на месте »или ISRU, – говорит астробиолог Вестминстерского университета. Профессор Льюис Дартнелл.

© ESA / Foster & Partners

Другими словами, максимально используйте то, что уже есть, чтобы снизить затраты. Следовательно, местные ресурсы будут определять, где должна быть расположена база.

Идея Вернера состоит в том, чтобы начать строительство на обратной стороне Луны – лице, которое всегда направлено в сторону от Земли. Китай также считает, что это лучшее место.

Это, безусловно, было бы хорошим местом для установки телескопов, но недостатком является то, что вам понадобится система ретрансляционных спутников для поддержания контакта с Землей – ключевой психологический фактор, так как важно не чувствовать себя слишком отрезанным.

Кроме того, если вы думаете исключительно о ресурсах, то близость к южному полюсу Луны может быть лучшим выбором для первоначального жилья, так как есть там много водяного льда а также другие минералы.

Узнать больше о Moon:

Русские в настоящее время изучают возможность создания базы на горе Малаперт в этом регионе.

Другой положительный момент южного полюса – это климат. Луна – это совсем другое место по сравнению с Землей, ей требуется почти месяц, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси. Таким образом, на большей части Луны периоды дня и ночи длятся около двух недель.

Однако некоторые области южного полюса Луны почти всегда освещены, как и наш Северный полюс летом.

Это означает, что нет огромных изменений температуры, что позволяет солнечным панелям впитывать много солнечного света, которым можно питать потенциальную лунную колонию. Если поначалу обитаемая лунная колония кажется слишком рискованной, мы могли бы начать с базы только для роботов.

Это, безусловно, план, который разрабатывает Японское космическое агентство Jaxa.

Он надеется создать на Луне постоянный роботизированный анклав к 2020 году, когда машины будут собирать образцы с Луны на расстоянии до 97 км (60 миль), прежде чем вернуться на базу и доставить их обратно на Землю с помощью ракет.

Этап 2: Строительство лунной базы

3D-принтер строит лунную базу слой за слоем

3D-принтер строит лунную базу слой за слоем © ESA / Foster & Partners

Появление 3D-печати может изменить правила игры. В конце 2014 года дизайн торцевого ключа был отправлен по электронной почте на адрес космонавты на Международная космическая станция (ISS), которые затем использовали свой 3D-принтер для его создания.

Исследователи взволнованы перспективой использования подобной техники для баз на Луне.

ЕКА уже ведет консультации с архитекторами Foster + Partners о возможности создания крупномасштабной инфраструктуры на Луне путем ее 3D-печати с использованием лунного грунта в качестве сырья.

«Мы уже продемонстрировали, что 3D-печать может быть очень эффективным инструментом и что можно обрабатывать лунный реголит. [loose material]», – говорит Лоран Памбагиан, инженер по технологиям материалов ESA.

Этот 1,5-тонный строительный блок был напечатан в 3D.

Этот строительный блок весом 1,5 тонны был напечатан в трехмерном формате © ESA / Foster & Partners

Еще неизвестно, как реголит будет собран в достаточном количестве и доставлен в принтер, и Памбагиан предупреждает о необходимости первоначальной роботизированной миссии, чтобы гарантировать, что система работает в уменьшенном гравитационном поле Луны.

Но в случае успеха в чрезвычайной ситуации ключевой элемент оборудования можно было бы спроектировать, отправить на Луну и напечатать в течение нескольких часов – намного быстрее, чем дни, которые потребуются для его отправки с помощью ракеты.

Южный полюс Луны освещается 90 процентов дня, что делает его лучшим местом.

Южный полюс Луны освещен в течение 90 процентов дня, что делает его лучшим местом © ESA / Foster & Partners

В концепции Foster + Partners материал будет напечатан в 3D на легких надувных подмостях.

Однако Bigelow Aerospace предлагает использовать небольшую автономную надувную капсулу и уже сотрудничает с НАСА. По их словам, их первые надувные лунные базы будут построены к 2025 году.

Российский план колонизации горы Малаперт также реализуется частной компанией Lin Industrial.

Он считает, что технология, необходимая для такого подвига, сейчас недоступна, но прогнозирует, что это будет всего через пять лет. В общей сложности 50 запусков ракет сделают базу реальностью, но обойдется почти в 10 миллиардов долларов.

Спускаемый аппарат переносит жилую капсулу на поверхность Луны.

Спускаемый аппарат доставит жилую капсулу на поверхность Луны © ESA / Foster & Partners

Этап 3: Жизнь на Луне

Что касается наших хрупких телосложений, Луна представляет ряд биологических проблем. Люди эволюционировали, чтобы жить на Земле, а не в бесплодной каменной глыбе на расстоянии более 380 000 км (240 000 миль) от нас.

Нам также нужно будет проверить влияние измененной гравитации на нашу биологию. «Невесомость абсолютно разрушительна для человеческого тела с точки зрения потери мышечной массы и деминерализации скелета», – говорит Дартнелл.

На Луне гравитация составляет лишь одну шестую от того, к чему мы привыкли. «Мы не знаем, достаточно ли он силен, чтобы человеческое тело оставалось здоровым», – добавляет он.

Надувной купол, выпущенный капсулой, обеспечивает каркас, на котором можно построить

Надувной купол, выпущенный капсулой, представляет собой каркас, на котором можно строить. © ESA / Foster & Partners

Еще одна ключевая проблема, с которой столкнутся колонизаторы, – это радиация. У Земли есть атмосфера и магнитное поле, которые действуют как гигантские защитные одеяла, защищающие нас от солнечных частиц и космических лучей из Галактики в целом.

Поскольку на Луне нет естественной защиты от этих опасностей, нам придется найти способ защитить себя. В противном случае радиация проникает в кожу космонавтов и сбрасывает свою энергию в их ДНК, что приводит к лучевой болезни, катаракте и гораздо более высокому риску заражения. рак.

Стены можно напечатать на 3D-принтере из лунного грунта

Стены можно напечатать на 3D-принтере с использованием лунного грунта © ESA / Foster & Partners

Радиационная защита должна быть толщиной в пару метров. «Вам понадобится какая-то форма лунного JCB, которую вы бы использовали, чтобы похоронить свою среду обитания в материале лунного реголита», – говорит Дартнелл, придерживаясь мантры ISRU.

Этого достаточно, чтобы поглотить радиацию, прежде чем она достигнет живущих внутри. Другие предметы первой необходимости – это вода, кислород и еда. К счастью, водяной лед, присутствующий на некоторых частях Луны, может обеспечить первые два за счет плавления льда и расщепления H2О, чтобы добраться до кислорода.

Пища, скорее всего, будет поступать из закрытых теплиц, в которых выращивают свежие фрукты и овощи, что, по мнению Дартнелла, будет иметь важное значение, помимо простого обеспечения.

«В Антарктиде даже такие простые вещи, как выращивание помидоров, оказались чрезвычайно полезными для поддержания рассудка людей», – говорит он.

План лунной базы от Foster + Partners

План лунной базы © Foster + Partners

Не следует забывать об этом психологическом аспекте. Первые обитатели лунной колонии, вероятно, будут очень малочисленными – например, русские планируют начать с двух человек, прежде чем увеличить их до четырех.

Работа в стесненной, стесненной и чужой среде сказывается на психике. Уроки можно извлечь из предыдущих экспериментов, таких как поездки на МКС и проект Mars500, в котором добровольцы были заперты в изоляции, чтобы воссоздать потенциальную поездку на Красную планету.

Что мы можем узнать

Научная привлекательность очевидна. Лунные образцы, возвращенные на Землю астронавтами “Аполлона”, стали бесценным ресурсом для понимания внутренней работы и истории нашего небесного спутника.

Тем не менее, эти знания все еще ограничены, поскольку из нескольких лунных мест было возвращено лишь небольшое количество материала. Команда постоянных обитателей пошлет нашу способность изучать Луну до предела.

«Хорошее сравнение – это то, как постоянная человеческая инфраструктура в Антарктиде способствовала научным исследованиям, которых не было бы, если бы мы просто время от времени прыгали с парашютом на автоматах», – поясняет Профессор Иэн Кроуфорд, планетолог из Биркбека, Лондонского университета.

Focus_287_MOONBASE_Img3

Экран, напечатанный на 3D-принтере, защищает от радиации и мусора, а в жилой зоне с повышенным давлением могут разместиться четыре человека. Световые люки дают лунной базе необходимый дневной свет, а оригинальная капсула действует как воздушный шлюз и модуль технической поддержки с коммуникационным и другим оборудованием © ESA / Foster & Partners

Интересно, что обитание на Луне может расширить наши знания об областях, выходящих далеко за пределы Солнечной системы – Луна долгое время считалась отличным местом для создания телескопов, позволяющих смотреть в далекий космос.

Оптические телескопы будут иметь беспрецедентный вид на центр нашего Млечного Пути, а радиотелескопы будут свободны от постоянно усиливающегося фонового шума современной цивилизации. Люди могут быть посланы для создания и обслуживания этого набора инструментов, так же, как они это делают с телескопами на вершинах гор на Земле.

Подробнее о Луне:

При таком большом количестве неиспользованных ресурсов первая лунная база может вообще не финансироваться правительственными космическими агентствами – частное предприятие может быть первым, кто откроет свой магазин. Недавнее исследование НАСА показало, что государственно-частное партнерство может сократить стоимость миссии на 90 процентов.

Если посмотреть на постоянную колонию на Марсе, Луна станет отличным местом для тестирования зарождающихся технологий. Это, безусловно, намного безопаснее – если что-то пойдет не так, чтобы добраться до безопасности Земли, потребуется всего несколько дней. В качестве альтернативы, аварийные запасы можно быстро доставить на поверхность Луны. Аванпост на Марсе будет гораздо более удаленным, и любой житель колонии останется без помощи минимум на шесть месяцев.

Leave a Comment