Видобуток місячного ґрунту і льоду може стати ключем до виживання людини на Місяці

Якщо б ви були доставлені до Місяця в цей самий момент, ви б точно і швидко вмерли. Це тому, що немає атмосфери, температура поверхні змінюється від обсмажування 130 градусів Цельсія (266 градусів за Фаренгейтом) до охолодження кісток мінус 170 градусів С (мінус 274 градуси F). Якщо відсутність повітря або жахлива спека чи холод не вб'ють вас, то це станеться за допомогою бомбардування мікрометеоритами або сонячної радіації. Звичайно, Місяць не є гостинним місцем.

Але якщо люди повинні досліджувати Місяць і, можливо, жити там одного дня, нам потрібно навчитися боротися з цими складними умовами навколишнього середовища. Нам знадобляться середовища існування, повітря, продукти харчування та енергія, а також паливо для реалізації ракет назад на Землю і, можливо, інші напрямки. Це означає, що нам знадобляться ресурси для виконання цих вимог. Ми можемо або привезти їх з Землі - дорогою пропозицією - або нам потрібно скористатися ресурсами на самому Місяці. І тут іде ідея «використання ресурсів на місці» або ISRU.

Див. Також: Інтернет закохався в Нове відео НАСА

Основою зусиль для використання місячних матеріалів є бажання встановити на Місяці тимчасові або навіть постійні населені пункти - і для цього існують численні переваги. Наприклад, місячні бази або колонії могли б забезпечити безцінну підготовку та підготовку до місій на більш віддалених напрямках, включаючи Марс. Розробка та використання місячних ресурсів, ймовірно, призведе до великої кількості інноваційних та екзотичних технологій, які можуть бути корисними на Землі, як це було у випадку з Міжнародною космічною станцією.

Як планетарний геолог, я захоплююся тим, як з'явилися інші світи, і які уроки ми можемо дізнатися про формування і еволюцію нашої власної планети. І тому, що одного дня я сподіваюся, що я фактично відвідаю Місяць особисто, я особливо зацікавлений в тому, як ми можемо використати ресурси там, щоб зробити людське дослідження сонячної системи максимально економічним.

Використання ресурсів In-situ

ISRU звучить як наукова фантастика, і на даний момент вона в значній мірі є. Ця концепція передбачає виявлення, видобування і обробку матеріалу з поверхні Місяця і інтер'єру і перетворення його в щось корисне: кисень для дихання, електрику, будівельні матеріали і навіть ракетне паливо.

Багато країн висловили знову бажання повернутися на Місяць. NASA має безліч планів, щоб зробити це, Китай висадився ровера на місячній стороні далеко в січні і має активний ровер там прямо зараз, і численні інші країни мають свої визначні пам'ятки на місячних місіях. Необхідність використання матеріалів, які вже є на Місяці, стає більш нагальною.

Передбачення місячного життя є рушійною технікою та експериментальною роботою, щоб визначити, як ефективно використовувати місячні матеріали для підтримки людських досліджень. Наприклад, Європейське космічне агентство планує приземлити космічний апарат на південному південному полюсі в 2022 році, щоб пробурити під поверхнею в пошуках водяного льоду та інших хімічних речовин. Цей корабель буде оснащений інструментом дослідження, призначеним для отримання води з місячного ґрунту або реголіту.

Існували навіть дискусії про добування і відвантаження на Землю гелію-3, замкнутого в місячному реголіті. Гелій-3 (нерадіоактивний ізотоп гелію) може бути використаний як паливо для термоядерних реакторів для виробництва величезної кількості енергії за дуже низьких екологічних витрат - хоча розплавлення як джерело енергії ще не було продемонстровано, а обсяг видобутого гелій-3 невідомий. Тим не менш, навіть якщо справжні витрати та переваги місячної ІСРУ залишаються невирішеними, немає ніяких підстав вважати, що значний поточний інтерес до видобутку Місяця не продовжиться.

Варто зазначити, що Місяць може не бути особливо придатним місцем для видобутку інших цінних металів, таких як золото, платина або рідкоземельні елементи. Це пояснюється процесом диференціації, в якому відносно важкі матеріали тонуть і легкі матеріали піднімаються, коли планетарне тіло частково або майже повністю розплавлене.

Це в основному те, що відбувається, якщо ви струшуєте пробірку, заповнену піском і водою. Спочатку все змішується разом, але потім пісок згодом відділяється від рідини і опускається на дно трубки. І так само, як і для Землі, більшість інвентаризації Місяця важких і цінних металів, ймовірно, глибоко в мантії або навіть ядрі, де вони, по суті, неможливо отримати доступ. Дійсно, тому, що незначні органи, такі як астероїди, зазвичай не піддаються диференціації, вони є такими перспективними цілями для розвідки та видобутку корисних копалин.

Формування Місяця

Дійсно, Місяць займає особливе місце в планетарній науці, тому що вона є єдиним іншим тілом у Сонячній системі, де люди стоять на ногах. Програма NASA Apollo в 1960-х і 70-х роках побачила, що 12 астронавтів гуляють, відскакують і виходять на поверхню. Зразки скель, які вони повернули, і експерименти, які вони там залишили, дозволили краще зрозуміти не тільки нашу місяцю, але й те, як планети формуються взагалі, ніж коли-небудь було можливо.

З цих місій та інших протягом наступних десятиліть вчені багато чому навчилися про Місяць. Замість того, щоб зростати від хмари пилу та льоду, як це робили планети Сонячної системи, ми виявили, що наш найближчий сусід, ймовірно, є результатом гігантського впливу між прото-Землею та об'єктом розміру Марса. Це зіткнення викинуло величезний об'єм сміття, деякі з яких пізніше злилися в Місяць. З аналізів місячних зразків, сучасного комп'ютерного моделювання та порівнянь з іншими планетами Сонячної системи, ми дізналися серед багатьох інших речей, що колосальні наслідки можуть бути правилом, а не винятком, у перші дні цієї та інших планетних систем.

Проведення наукових досліджень на Місяці призвело б до значного збільшення нашого розуміння того, як наш природний супутник з'явився, і які процеси працюють на поверхні і в межах поверхні, щоб зробити її таким, яким він є.

Наступні десятиліття обіцяють нову еру освоєння Місяця, і люди там живуть протягом тривалого періоду часу завдяки видобутку та використанню природних ресурсів Місяця. З постійними, рішучими зусиллями, тоді Місяць може стати не тільки домом для майбутніх дослідників, але й ідеальним кроком, з якого можна взяти наш наступний гігантський стрибок.

Ця стаття спочатку була опублікована на бесіді Пол К. Берна. Читайте оригінальну статтю тут.