Świat nadal świętuje historyczne lądowanie chińskiego statku kosmicznego Chang'e-4 po drugiej stronie Księżyca 3 stycznia. W zeszłym miesiącu Niebiańskie Imperium ogłosiło również swoje dalsze plany rozwoju satelity Ziemi. W ich ramach oczekuje się wysłania trzech misji, które będą musiały położyć podwaliny pod rozpoczęcie budowy bazy księżycowej. Kolonizacja Księżyca i innych planet Układu Słonecznego zawsze była tematem inspiracji. Postęp technologiczny i odkrycie znacznych rezerw wody bliżej biegunów księżycowych sprawiły, że ten pomysł stał się jeszcze bardziej przekonujący. Ale jak blisko są Chiny do faktycznej realizacji tego pomysłu?
Jeśli mówimy tylko z punktu widzenia obecnie dostępnych technologii, to Celestial Empire jest w stanie już teraz rozpocząć budowę bazy księżycowej, jak podaje portal Space.com. Ale najwyraźniej nie wszystko jest takie proste.
Pierwsza baza księżycowa
Pierwsza baza księżycowa najprawdopodobniej będzie niezamieszkaną stacją, na której wszystkie prace będą wykonywane przez roboty. Będzie wyglądać podobnie do tego, jak działają roboty magazynowe Amazona, których używa w dużych ilościach. Stworzenie w pełni autonomicznej stacji robotycznej stworzy infrastrukturę, która będzie niezbędna dla tych, którzy później polecą na Księżyc z jednym celem - zostać tutaj.
Środowisko księżycowe to kosmiczna próżnia, ekstremalnie niskie i wysokie temperatury, promieniowanie słoneczne i inne warunki, które są wyraźnie nieodpowiednie dla ludzi. Nadal nie wiemy zbyt wiele o tym, jaki wpływ na organizm człowieka może mieć długi pobyt w jej otoczeniu. Niemniej jednak, dzięki tym samym aktywnym działaniom Chin, na niektóre pytania już pojawiają się odpowiedzi.
Nasiona bawełny wysłane na Księżyc wraz z misją Chang'e 4 dały wzrost. To pierwszy przypadek w historii, kiedy na Księżycu wyrosła roślina. I ten przypadek otwiera drogę do możliwości uprawy pożywienia na satelicie Ziemi w bazie księżycowej, zaspokajającej potrzeby żywieniowe kolonistów.
Film promocyjny:
Pomijając kwestie środowiskowe, budowa bazy księżycowej nie różni się zbytnio od budowy pierwszej platformy wiertniczej na oceanie. Konieczne jest przeprowadzenie rozpoznania terenu (w naszym przypadku pobranie i analiza próbek gleby), przeprowadzenie studiów wykonalności, a także zajęcie się logistyką dostaw towarów wielkogabarytowych. Wszystko możesz latać.
Chiny zrobiły już pierwszy krok w tym łańcuchu - zajmują się eksploracją okolicy. Jeśli mówimy o tym, gdzie dokładnie zostanie zbudowana baza, to w tej chwili najbardziej obiecującą opcją jest zbudowanie mieszkania tuż pod powierzchnią Księżyca. To bardzo proste: zbudowanie podziemnego mieszkania i infrastruktury ochroni ich przed trudnymi warunkami powierzchniowymi środowiska księżycowego.
Bez drukowania 3D w dowolnym miejscu
Spośród wszystkich obecnie dostępnych technologii budowy bazy księżycowej najbardziej efektywną i obiecującą opcją jest technologia druku 3D. Na Ziemi druk 3D już udowodnił swoją wartość, z powodzeniem zdobywając przyczółek w branży budowlanej, motoryzacyjnej, lotniczej, medycznej i wojskowej, zmniejszając zarówno koszty produkcji, jak i odpady.
Technologia z roku na rok jest coraz lepsza, opracowywane są nowe metody druku 3D. Wszystko to jasno pokazuje, że druk 3D będzie rewolucyjną metodą rozwiązywania najtrudniejszych problemów inżynierskich.
Produkcja przyrostowa będzie bardzo aktywnie wykorzystywana w tworzeniu pozaziemskich kolonii. Nie ma co do tego wątpliwości. Na przykład Chiny planują wykorzystanie technologii druku 3D nie tylko wewnątrz stacji księżycowej, ale także poza nią. Druk 3D pozwoli na stworzenie nie tylko artykułów gospodarstwa domowego i niezbędnych (kubki, łyżki, widelce, talerze, meble itp.), Ale także części potrzebnych do naprawy stacji.
Druk 3D w kosmosie nie jest łatwym zadaniem. Będzie wymagał opracowania nowych technologii, które umożliwią mu działanie w warunkach zmniejszonej grawitacji Księżyca. Istnieje potrzeba opracowania drukarek 3D zdolnych do drukowania obiektów i przedmiotów w próżni kosmicznej.
Wymagane będą nowe materiały
Eksperymenty na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej dowiodły, że niektóre materiały naziemne mogą zmieniać swoje właściwości w kosmosie. Mówimy na przykład o światłowodzie. Innymi słowy, materiały, które mogą, ale nie muszą być skuteczne na Ziemi, mogą stać się nieskuteczne lub bardzo skuteczne na Księżycu.
Niezależnie od tego, który inżynier materiałowy ostatecznie zdecyduje się na druk 3D do użytku w księżycowej grawitacji, musi być odporny na środowisko, w którym będzie używany. Rozwój takich materiałów ma kluczowe znaczenie. Zdając sobie z tego sprawę, naukowcy próbują rozwiązać ten problem krok po kroku. Na przykład naukowcy z Niemiec pracują nad tym, jak umożliwić drukowanie 3D w kosmosie przy użyciu cząstek metalu. NASA pokazała również swoje możliwości drukowania 3D w kosmosie. Nawiasem mówiąc, Rosja też nie pozostaje w tyle w tej kwestii. W 2017 roku firma TETA zaprezentowała prototyp elektronowej drukarki 3D do metalu, która zdaniem jej twórców może być używana również na Księżycu.
Widzieliśmy już, jak drukarki 3D są w stanie drukować całe domy na Ziemi. Ogólnie rzecz biorąc, podobne podejście, w połączeniu i użyciu gotowych części, prawdopodobnie zostanie zastosowane do stworzenia bazy księżycowej. Wiele razy widzieliśmy przykłady tego, jak mogą wyglądać takie bazy. Na przykład ta sama agencja NASA od wielu lat organizuje konkursy na technologie druku 3D dla domów na innych planetach.
Życie na Księżycu
Dotknęliśmy tylko kwestii technicznych związanych z tworzeniem bazy księżycowej. Ważne jest również rozwiązywanie problemów związanych z życiem człowieka na Księżycu. Konieczne jest dokładne ustalenie, czy dana osoba będzie w stanie przebywać w środowisku kosmicznym przez długi czas i jak wpłynie to na fizjologię człowieka aż do poziomu komórkowego. Niestety nasz zasób wiedzy w tych kwestiach jest wciąż niewystarczający. Potrzeba wielu dodatkowych eksperymentów i badań.
Dowiedzieliśmy się już, że ludzkie narządy, tkanki i komórki są bardzo wrażliwe na grawitację, ale jak te komórki funkcjonują i jak regenerują się w kosmosie pozostaje tajemnicą. Co się stanie z osobą, jeśli zachoruje? Czy w tym przypadku skuteczna będzie medycyna ziemska? Jeśli ludzie chcą zacząć żyć na Księżycu, należy odpowiedzieć na wszystkie te podstawowe pytania.
Niedawno technologie biodruku 3D i chirurgia robotów odegrają ważną rolę we wspieraniu długoterminowych misji księżycowych i kolonizacji. Ruch w tych kierunkach już trwa. Na przykład rosyjska firma 3D Bioprinting Solutions z powodzeniem przetestowała niedawno pierwszą na świecie biologiczną drukarkę 3D do pracy w mikrograwitacji.
Nikolay Khizhnyak