Woda i hel staną się głównymi zasobami Księżyca, kiedy ludzie ostatecznie zdecydują się na założenie na nim stałych baz. Jakie wyzwania staną przed nimi?
Teraz jedyny aparat Ziemian podróżuje na Księżycu. On jest Chińczykiem. Jak zmieni się srebrzysty krajobraz, jeśli rozpocznie się masowa ekspansja i czy Rosja będzie widoczna na satelicie Ziemi?
Nieziemskie sadzonki
Chiński Chang'e 4 wylądował po raz pierwszy w historii po drugiej stronie Księżyca 3 stycznia 2019 roku. Wszystkie poprzednie misje, w tym lądowanie amerykańskich astronautów, odbywały się po stronie satelity widocznej z Ziemi. Celem misji są eksperymenty biologiczne i badanie powierzchni „sąsiada”.
Pierwszy sukces Chińczyków i od razu wyjątkowe osiągnięcie - udało im się wyhodować pęd bawełny. Oczywiście nasiona wykiełkowały w specjalnym inkubatorze na pokładzie lądownika. Jak zauważyło BBC, głównym problemem nie było dostarczenie nasionom substancji niezbędnych do wzrostu, ale utrzymanie mikroklimatu: temperatura na Księżycu waha się od -173 ° C do + 100 ° C lub więcej. Roślina żyła przez kilka dni i ginęła podczas księżycowej nocy - lądownik nie jest w stanie utrzymać mikroklimatu w temperaturach poniżej -170 ° C dłużej niż 14 dni. Ponadto chińska agencja informacyjna poinformowała, że noc była chłodniejsza niż oczekiwano, chociaż szczegóły nie są jeszcze dostępne.
Rosnące rośliny na Księżycu otwierają możliwości kolonizacji satelity Ziemi i innych planet: rozwiążą problemy zarówno zaopatrzenia stacji w tlen, jak i ograniczeń żywieniowych.
Film promocyjny:
Dlaczego Księżyc?
Najbardziej atrakcyjnym obiektem do długoterminowego osadnictwa poza Ziemią jest jego naturalny satelita. W szczególności Księżyc jest wyjątkowy pod względem ekspansji kosmicznej.
Rozumieją to wszyscy współcześni gracze w branży kosmicznej, od wspomnianych Chin po Indie z projektem Chandrayaan-2 (start planowany jest na kwiecień tego roku), a także Izrael, którego kosmiczny startup SpaceIL spodziewa się wylądować na Księżycu w lutym, który wystartuje w kosmos. rakieta firmy Space X.
Ale Księżyc jest atrakcyjny nie tylko jako poligon doświadczalny dla technologii - dostępne zasoby czynią z niego trampolinę do podboju kosmosu. Przede wszystkim mówimy o wodzie, aw nieco dłuższej perspektywie o helu-3 (jednym z izotopów helu).
Hel-3 jest potencjalnym niezwykle wydajnym źródłem energii przyszłości, w której ludzkość opanuje kontrolowaną syntezę termojądrową. Wtedy, według obliczeń, taniej będzie wydobyć tę substancję na powierzchni Księżyca niż na Ziemi (gdzie jest niezwykle rzadka), dlatego rozwój tego zasobu może obrócić nie tylko sferę kosmiczną, ale także życie na naszej planecie.
„Kiedy rozkładasz cząsteczkę wody, otrzymujesz tlen i wodór, które mają kluczowe znaczenie zarówno dla oddychania, jak i dla produkcji paliwa rakietowego” - wyjaśnia Michael Poston z Southwest Research Institute (USA) przy użyciu wody na satelicie Ziemi. Woda na Księżycu jest przechowywana w postaci lodu, głównie w czapach polarnych.
Regolit - swobodnie płynąca warstwa powierzchniowa gleby księżycowej - zawiera również tlen, krzem, żelazo, aluminium, magnez, które można oddzielić przez ogrzewanie - do tego można zastosować koncentratory światła słonecznego w postaci ogromnych luster lub soczewek. Technologia ta okazała się skuteczna w testach na Ziemi, zauważa Nature.
Ponadto starty statków kosmicznych z Księżyca są bardziej energooszczędne, a przez to tańsze - grawitacja satelity to zaledwie 17% grawitacji Ziemi, ponadto nie ma potrzeby pokonywania oporu powietrza ze względu na brak atmosfery.
Nowy dom
Budowa nawet stosunkowo prostej struktury mieszkalnej na Księżycu, który jest przyczółkiem ludzkości na satelicie, będzie wymagała maksymalnych zasobów i bezprecedensowych środków. Projekt budowy bazy księżycowej sprowadza się do kilku kluczowych cech: lokalizacji, bezpieczeństwa, żywności.
- Miejsce. Jak zauważa czołowe czasopismo naukowe Nature, istnieją dwie możliwości wyboru lokalizacji: osiedlenie się na równiku Księżyca lub na jego biegunie. Każda z opcji oferuje swoje unikalne możliwości. Łatwiej jest wystrzelić rakiety z równika i pozostać w kontakcie z Ziemią, ale dwutygodniowe księżycowe noce dodatkowo obciążą zasilanie kolonii. Z kolei słupy mogą oferować osadnikom bliskość lodu, a tym samym wody, ale utrudniają przyjmowanie i uruchamianie pojazdów ze względu na gorsze warunki oświetleniowe. Dodatkowo kolonia na biegunie może mieć problemy z komunikacją z Ziemią.
- Bezpieczeństwo. Przyszli mieszkańcy kolonii będą musieli nie tylko wydobywać lub przywozić surowce, ale także walczyć z zagrożeniami, które nie występują na Ziemi i na niskich orbitach. Na przykład brak atmosfery i pola magnetycznego prowadzi do zwiększonego promieniowania tła na powierzchni satelity. Teoretycznie schronienie byłoby również dobre jako ochrona przed asteroidami. Dlatego do budowy mieszkań proponuje się użycie regolitu - powierzchniowej warstwy gleby księżycowej - lub wyposażenie podstawy w rury lawowe: wnęki pozostawione po erupcji lawy wypływają ze starożytnych wulkanów. Takie tunele mogą mieć kilka kilometrów długości i setki metrów średnicy. Jeden z nich został zarejestrowany przez indyjskie urządzenie Chandrayaan w 2010 roku: długość około 2 km, szerokość 360 m.
- Żywność i zasoby. Zgodnie z oczekiwaniami autorów artykułu w Nature i potwierdzonymi przez Chińczyków po „ciemnej” stronie Księżyca, uprawa roślin na satelicie Ziemi jest całkiem możliwa. Oprócz pożywienia rośliny, które będą uprawiane przy użyciu sztucznego światła, będą również wytwarzać tlen dla przyszłych kolonistów.
W każdym razie nie będzie potrzeby mówić o całkowitej samowystarczalności kolonii w nadchodzących latach. Nawet jeśli baza księżycowa może zapewnić sobie wszystko, czego potrzebuje, zależność kolonii od metropolii (Ziemi) będzie trwać nadal w kwestiach napływu nowych kolonistów i technologii.
Czy Rosja pozostanie potęgą kosmiczną
Rosja w branży kosmicznej stoi przed wyzwaniami zarówno ze strony Stanów Zjednoczonych, jak i rosnących graczy w tej dziedzinie - Chin, Indii, Japonii czy Izraela.
Niemniej jednak sam lot „na księżyc” jest zadaniem niezwykle trudnym i przekraczającym możliwości nawet czołowych potęg światowych. NASA zamierza współpracować z Roskosmos przy budowie stacji księżycowej. Projekt ten może wypełnić lukę we współpracy kosmicznej, która mogłaby powstać w przypadku wycofania się USA z projektu ISS. Zakłada się, że już w latach 20. XXI wieku Amerykanie będą mogli samodzielnie realizować dostawy astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną - przynajmniej do tego służą projekty Elona Muska Crew Dragon i Boeing's Starliner.
Ale Roscosmos ma w zanadrzu kilka innych atutów, których celem jest badanie i opanowanie Księżyca oraz bardziej odległych obiektów w Układzie Słonecznym.
Według TASS Rosja opracowuje również koncepcję księżycowego statku kosmicznego Sojuz, który, jak poinformował szef Roscosmos Dmitrij Rogozin, poprosił NASA o stworzenie drugiego zapasowego systemu transportu kosmicznego dla misji księżycowych.
Według RIA Novosti, Roskosmos na początku lutego określił preferowany wygląd superciężkiej rakiety nośnej Jenisej do lotów na satelitę Ziemi. Ta opcja zapewnia sześć bloków bocznych z silnikami RD-171MV, a także blok centralny z silnikiem RD-180.
„Odkrycie wody w stanie zamarzniętym pod księżycowym regolitem w regionach polarnych przenosi badania Księżyca na nowy poziom” - skomentował Forbes w sprawie perspektyw eksploracji Księżyca w służbie prasowej Roscosmos.
Program eksploracji rosyjskiej satelity Ziemi obejmuje szereg misji autonomicznych:
- Luna-Globe (Luna-25). Do testowania nowoczesnych technologii miękkiego lądowania. Projekt zaplanowano na 2019 rok.
- Luna-Resurs-1 (OA), (Luna-26). Orbiter do globalnych badań i eksploracji zasobów księżycowych, który ma rozpocząć działalność w latach 2021-2022.
- „Luna-Resurs-1” (PA), („Luna-27”). Duży lądownik do badania regolitu na biegunie południowym satelity Ziemi. Roscosmos przewiduje uruchomienie projektu w latach 2022-2023.
Jak widać z tej listy, Rosja (nawet w swoich całkowicie „własnych”, a nie międzynarodowych projektach) jest nastawiona nie tylko na fundamentalne badania Księżyca, ale także na eksplorację zasobów tego ciała niebieskiego.
Chwile polityczne
Państwowa korporacja przypomniała o wspólnym projekcie z Europejską Agencją Kosmiczną - „ExoMars-2016”. W 2020 roku planowane jest uruchomienie drugiej części projektu ExoMars-2020: obejmuje on dostawę na Marsa rosyjskiej platformy lądowania z europejskim łazikiem na pokładzie. Roscosmos uważa, że współpraca z UE, a także partnerstwo ze Stanami Zjednoczonymi w zakresie programów księżycowych pozwoli państwowej korporacji „nie przegapić chwili” i zaangażować się w budowę bazy księżycowej.
Kto jest właścicielem zasobów księżycowych w świetle prawa międzynarodowego? Zgodnie z międzynarodowym traktatem kosmicznym z 1967 roku żadne państwo nie może domagać się suwerenności nad ciałami niebieskimi. W konsekwencji status własności zasobów wydobywanych z takich organów jest nadal niejasny.
Niektóre kraje, w szczególności Stany Zjednoczone i Luksemburg, na szczeblu legislacyjnym poparły plany prywatnych firm dotyczące rozwoju zasobów ciał niebieskich. Rosja i niektóre inne państwa zwracają uwagę na niebezpieczeństwo takiego podejścia: obawiają się wyścigu o zasoby kosmiczne i późniejszej militaryzacji kosmosu - procesu, który może nie zmniejszyć wszystkich aspiracji do stworzenia księżycowej, okołoksiężycowej, a nawet marsjańskiej bazy nadającej się do zamieszkania.