Давно мріють мати поселення на Місяці, але в цей час скорочення бюджету та нерішучих планів на майбутнє НАСА, база Місяця може здатися занадто дорогою і поза нашим досягненням. Однак, зауважив вчений-місячник, доктор Пол Спудіс з Місячного та планетарного інституту, та його колега Тоні Лавуа з Центру космічних польотів Маршалла придумали план побудови місячного селища, яке не тільки доступне, але й стійке. Він створює Місячну базу разом з типом «трансконтинентальної залізниці» в просторі, яка відкриває цислюнарний простір - область між Землею і Місяцем - для розвитку.
"Кінцева мета в космосі - це можливість їхати куди завгодно, в будь-який час з такою ж кількістю можливостей, як нам потрібно", - сказав Спудіс для Space Magazine. "Цей план використовує робототехнічну та людську присутність на Місяці для використання місцевих ресурсів для створення нової системи космічного польоту. Ключовим для цього є прийняття гнучкого підходу, який є поступовим та кумулятивним ».
У двох словах, Спудіс пропонує відправити на Місяць роботів, що управляються Землею, щоб почати видобувати воду з полярних родовищ, щоб створити пальне. Паливо використовувалося б для палива багаторазової космічної системи транспортування між Землею та Місяцем.
"Причина цього можлива в тому, що Місяць знаходиться поруч - це лише три світлових секунди кругової поїздки для отримання радіосигналу від Землі до Місяця назад", - сказав Спудіс, "що означає, що ви можете дистанційно керувати машинами з операторами на Землі насправді займаючись діями, які може виконувати космонавт на Місяці. "
Перевага тут полягає в тому, що значна частина необхідної інфраструктури, наприклад, для гірничих робіт, переробних заводів, розробки сховищ для води та палива, створюється ще до того, як люди навіть приїдуть.
"Отже, що ми намагаємось зробити, це розробити архітектуру, яка дозволяє нам, по-перше, робити це невеликими, поступовими кроками, з кожним кроком будуючи наступний, і чистий ефект накопичується з часом", - сказав Спудіс. "І нарешті ми можемо привести людей на Місяць, коли ми готові насправді їх жити там. Ми розміщуємо форпост - місце існування - яке буде повністю функціонувати до того, як прибудуть перші люди ».
Значна кількість води, ніж виявлено на Місяці біля полюсів, змушує цей план працювати.
"Ми вважаємо, що на обох полюсах є багато десятків мільярдів тонн води", - сказав Спудіс. «Те, про що ми не знаємо детально, - це саме те, скільки води розподіляється, у якому фізичному стані вона знаходиться, і це одна з причин, чому перший крок у нашому плані - направити там роботи-розвідувачі, щоб скласти карту родовищ і подивитися, як вони різняться ».
Вода є важливим ресурсом для людини в космосі: вона підтримує життя для пиття та приготування їжі, її можна розщеплювати на кисень для дихання, а за допомогою спалювання кисню та водню в паливному елементі може вироблятися електрика. Вода також є дуже хорошим захисним матеріалом, який може захистити людей від космічного випромінювання, тому середовище існування може бути «застелене» водою.
Але найважливіше використання води - це можливість створити потужний хімічний ракетний паливо, використовуючи кисень і водень і заморожуючи їх у рідину.
"Місяць пропонує нам цю воду не тільки для підтримки людського життя там, але і для виготовлення ракетного палива, що дозволить нам заправляти наші космічні апарати як на Місяці, так і в просторі над Місяцем".
У серії 17 поступових місій буде побудована людська база, оперована та окупована. Він починається з встановлення супутників зв'язку та навігації навколо Місяця для забезпечення точності роботи для роботизованих систем.
Далі було б відправити ровер на Місяць, можливо, варіант літаків МЕР, які зараз вивчають Марс, щоб розвідати кращі місця для води на місячних полюсах. Стовпи також забезпечують зони постійного сонячного світла для отримання електричної енергії.
Далі, велике обладнання буде відправлено на експерименти з викопанням льодових відкладів, розплавленням льоду та зберіганням продуктів. (Дивіться нашу попередню статтю про використання бульдозерів на Місяці).
"Тепер це все просто в концептуальному плані, але ми цього ніколи не робили на практиці", - сказав Спудіс, - тому ми не знаємо, наскільки це складно. Але, відправляючи невеликі робототехнічні місії на Місяць і практикуючи це за допомогою дистанційного керування з Землі, ми можемо оцінити, наскільки важко - де знаходяться пункти доступу - і які найефективніші способи дістатися до цих родовищ та видобути корисний продукт від них."
Наступний крок - збільшити масштаб зусиль, висадивши більш великі роботизовані машини, які фактично можуть почати виготовляти продукцію на промислових масштабах, щоб депо запасів можна було скласти на Місяці, коли перші люди, що повернулися на Місяць.
Тим часом буде створена система постійної транспортування між Землею та Місяцем, з іншою системою, яка проходить між Місяцем та місячною орбітою, що відкриває всілякі можливості.
"Я хочу зробити аналогію, що це дуже схоже на Трансконтинентальну залізницю", - сказав Спудіс. "Ми не просто побудували Трансконтинентальну залізницю від Східного узбережжя безпосередньо до Західного узбережжя; ми також створили його для доступу до всіх точок між ними, які, отже, були розвинені і в економічному плані ».
Маючи систему, в якій транспортні засоби заправляють із ресурсів, видобутих на Місяці, створюється система, яка регулярно здійснює доступ до Місяця і дозволяє повернутися на Землю, але також можна отримати доступ до всіх інших точок між ними.
«Ми створюємо транспортну систему, яка отримує доступ до всіх цих точок між Землею та Місяцем. Важливість цього полягає в тому, що значна частина наших супутникових активів знаходиться там, - сказав Спудіс, - наприклад, супутники зв'язку та супутники моніторингу погоди проживають на геосинхронній орбіті (приблизно 36 000 км над екватором Землі), і зараз ми не можемо досягти цього з низької Земна орбіта. Якщо у нас є система, яка може регулярно повертатися назад і назад до Місяця, ми також можемо вийти на ці високі орбіти, де багато комерційних і національних активів безпеки ".
Спудіс додав, що депо з паливом може проходити в різних місцях, включаючи точку L1 LaGrange, яка дозволить космічному польоту за Місяцем.
Скільки це займе?
"Ми вважаємо, що ми можемо створити цілий місячний форпост на Місяці під ключ протягом приблизно 15-16 років, а люди прибудуть приблизно через 10 років після початкових робочих місій", - сказав Спудіс. «Гірничодобувна операція давала б близько 150 тонн води на рік і приблизно 100 тонн палива.
І чи потрібно будувати якісь нові технології чи обладнання?
"Не дуже", - сказав Спудіс. «Ефективно цього плану можна досягти вже за допомогою існуючої технології. У нас немає жодного «унобтаїна» або будь-якої спеціальної магічної машини, яку потрібно побудувати. Це все дуже просто вирощування існуючого обладнання, і у багатьох випадках ви можете використовувати обладнання для спадщини з попередніх місій. "
А як щодо вартості?
Спідіс підрахував, що вся система може бути створена за сукупною вартістю менше 88 мільярдів доларів, що було б близько 5 мільярдів доларів на рік, а пікове фінансування - 6,65 мільярда доларів, починаючи з 11 року. Ця загальна вартість включає в себе розробку шаттла 70 ракет-носій mT, дві версії транспортних засобів для екіпажів (LEO та translunar), посадковий пристрій для багаторазового використання, десантні склади цислунар та всі роботизовані поверхневі активи, а також усі експлуатаційні витрати на підтримку місії для цієї архітектури.
"Найкраща частина полягає в тому, що, оскільки ми розбили архітектуру на невеликі шматки, кожна місія значною мірою є самодостатньою, і як тільки вона потрапила на Місяць, вона взаємодіє і працює з частинами, які вже є", - сказав Спудіс.
А бюджет був би гнучким.
"Ми можемо робити цей проект з будь-якою швидкістю, яку дозволяють ресурси", - сказав Спудіс. "Отже, якщо у вас дуже обмежений бюджет з дуже низьким рівнем витрат, ви можете піти просто набагато повільніше. Якщо у вас є більше ресурсів, ви можете збільшити швидкість і збільшити швидкість використання активів на Місяці і зробити більше за коротший проміжок часу. Ця архітектура повертає нас до Місяця і створює реальні можливості. Але безкоштовна змінна - це графік, а не гроші ».
Повернення на Місяць є важливим, вважає Спудіс, тому що ми не тільки можемо використати там ресурси, але це вчить нас, як бути цивілізацією, що літає в космосі.
"Пройшовши на Місяць, ми можемо навчитися витягувати те, що нам потрібно в космосі, з того, що ми знаходимо в космосі", - сказав він. «По суті, це навик, яким має оволодіти будь-яка космічна цивілізація. Якщо ви можете навчитися робити це, ви отримаєте навичку, яка дозволить вам їхати на Марс і далі ».
Для отримання додаткової інформації див веб-сайт Spudis, SpudisLunarResources.com Детальніше та графіки можна знайти в цьому документі pdf.
Слухайте інтерв’ю Пола Спудіса на цю тему для підкасту «365 днів астрономії».
Блоги Пола Спудіса на сайті Once and Future Moon на веб-сайті Smithonsian Air & Space.
