Ispostavilo se da je glasna izjava potpredsjednika vlade Dmitrija Rogozina o namjeri Rusije da kolonizira Mjesec, izrečena na Dan kosmonautike, imala dobro razvijenu platformu. Izvestija je imala na raspolaganju nacrt Koncepta ruskog lunarnog programa koji su pripremili Ruska akademija nauka, preduzeća Roskosmosa i Moskovski državni univerzitet. Cilj ovog programa je da se do sredine stoljeća stvori useljiva baza na Mjesecu i lunarni poligon sa mogućnošću vađenja minerala na Zemljinom satelitu. Osim toga, autori projekta ne isključuju mogućnost privlačenja privatnih investitora u lunarne projekte. Planirano je da se prve ekspedicije sa slijetanjem astronauta za stvaranje stalne lunarne baze izvedu 2030. godine.
Institut za svemirska istraživanja Ruske akademije nauka (uključujući šefa ove organizacije, akademika Ruske akademije nauka Lev Zeleny), TsNIIMash, NPO Lavochkin, RSC Energia, Istraživački institut za nuklearnu fiziku Moskovskog državnog univerziteta i Sternberg Državni astronomski institut Moskovskog državnog univerziteta učestvovao je u pripremi predloga koncepta.
Na samom početku projekta, programeri daju glasnu izjavu: "Mjesec je svemirski objekat za buduća istraživanja zemaljske civilizacije, a geopolitičko nadmetanje za lunarne prirodne resurse može početi u 21. stoljeću." Shodno tome, Rusija bi trebalo da stvori arsenal neophodnih sredstava za istraživanje dubokog svemira kako bi osigurala nacionalne interese u istraživanju Meseca, nastavljaju autori koncepta.
Aksiom dosadašnjih projekata, koji se tiču ne samo istraživanja, već i samo ekspedicija u posetu Mesecu, bila je široka međunarodna saradnja. Ovaj uvod se zasnivao na činjenici da ni jedna država u svijetu ne može priuštiti međuplanetarne projekte u dogledno vrijeme. Ova premisa prisutna je i u novom konceptu, ali uz napomenu: “Mora se osigurati nezavisnost nacionalnog lunarnog programa od uslova i obima učešća stranih partnera u njemu.”
Prema autorima, lunarni program treba planirati na način da svaka 3-4 godine u zemlji realizuje još jedan lunarni projekat, utjelovljujući prioritetna naučno-tehnička svemirska dostignuća Rusije.
Prethodne ekspedicije na Mjesec (sovjetski projekat "Mjesec" i američki "Apollo") omogućile su da se utvrdi da supstanca Mjeseca sadrži aluminij, željezo, titan, rijetke zemlje i mnoge druge elemente periodnog sistema. “Nakon što geološka istraživanja Mjeseca daju pouzdana naučna saznanja o rasprostranjenosti minerala, stepenu sadržaja određenih elemenata u njima, biće sastavljena studija izvodljivosti o izvodljivosti njihovog vađenja, obrade i isporuke na Zemlju”, pišu autori. koncepta, uz napomenu da će nakon izrade studije izvodljivosti biti moguće postaviti pitanje privlačenja privatnih investitora na Mjesec.
Istraživanje Mjeseca mora biti dinamično, tvrde autori, budući da će "u sljedećih 20-30 godina vodeće svemirske sile istraživati i osigurati pogodna lunarna uporišta kako bi osigurale buduće prilike za praktičnu upotrebu." Mostovi će se koristiti za geološka istraživanja unutrašnjosti Mjeseca, za eksperimente o korištenju regolita (mjesečevog tla), uključujući vodonik i kisik koje sadrži, za izgradnju lunarne svemirske infrastrukture i obezbjeđivanje ljudskog staništa u njoj. Prva uporišta ljudi na Mesecu biće locirana u blizini polova, sugerišu autori. “Na polovima su sunčeve zrake usmjerene gotovo tangencijalno na površinu. Kao rezultat toga, polarne planine mogu biti područja stalnog osvjetljenja, a polarne nizije mogu biti područja stalnog zasjenjenja”, navodi se u dokumentu.
Prva faza, predložena za uključivanje u Federalni svemirski program (FSP) 2016–2025, uključuje slanje automatskih međuplanetarnih stanica “Luna-25”, “Luna-26”, “Luna-27” i “Luna-28” do Zemlje. satelit. Zadaci ovih uređaja su da odrede sastav i fizička i hemijska svojstva lunarnog polarnog regolita sa vodenim ledom i drugim isparljivim jedinjenjima, da odaberu najperspektivnije područje u regionu Južnog pola Meseca za buduće raspoređivanje poligon i lunarna baza tamo.
Druga faza, planirana za 2028-2030, uključuje misije s ljudskom posadom u orbitu Mjeseca bez slijetanja na njegovu površinu. U te svrhe RSC Energia već stvara transportni svemirski brod s ljudskom posadom.
Treća faza, planirana za 2030-2040, uključuje ekspedicije za posjetu astronauta potencijalnom lunarnom poligonu i postavljanje prvih elemenata infrastrukture od lunarnog materijala. Predlaže se početak izgradnje elemenata lunarne astronomske opservatorije, kao i objekata za praćenje Zemlje.
Cijena opisanih projekata nije u potpunosti obračunata. Postoji jasnoća samo u pogledu prve faze predložene u FCP-u 2016–2025: to je oko 28,5 milijardi rubalja. Prethodno je predstavljena procjena za izgradnju nove svemirske letjelice s ljudskom posadom za lunarne misije: to je 160 milijardi rubalja u cijenama iz 2012. (pored broda, iznos uključuje raketnu jedinicu za hitne slučajeve, montažnu i zaštitnu jedinicu, kompleks zemaljskih objekata, uključujući kompleks objekata za pripremu i lansiranje).
Mjesec je prvi korak na putu ka dubokom svemiru, kaže Ivan Moiseev, naučni direktor Instituta za svemirsku politiku. - Stoga ima smisla koristiti Mjesec kao perspektivnu svemirsku luku. Zato što je prevoz tereta sa Zemlje u svemir veoma skup. Na primjer, raketa Proton ima lansirnu masu od 700 tona, ali u nisku Zemljinu orbitu lansira samo 20 tona, zbog čega se gubi metal i oprema. Ako uzmemo neke materijale s Mjeseca i stvorimo infrastrukturu za to, to će ispasti mnogo isplativije, uključujući i lansiranje Zemljinih satelita s Mjeseca. Ali stvaranje takve infrastrukture tamo je moguće, očigledno tek do kraja veka. Što se tiče vađenja resursa na Mjesecu, nema smisla transportovati ih na Zemlju: čak i ako se dijamanti tamo nađu, i dalje će ih biti neisplativo dostavljati ovdje. Ali u svakom slučaju, možete započeti izolacijom kisika; on je prisutan u mnogim jedinjenjima na Mjesecu.
Prema Andreju Jonjinu, dopisnom članu Ruske akademije kosmonautike, malo je vjerovatno da će tako veliki projekti poput kolonizacije Mjeseca ili Marsa biti izvedeni o javnom trošku.
Istraživanje planeta od strane ljudi biće prerogativ privatnih kompanija, smatra on. - Takvih projekata već ima mnogo: predviđaju kolonizaciju Marsa, iskopavanje minerala na asteroidima i slične inicijative. Teško je zamisliti da bi bilo koja vlada bila spremna da potroši trilione na stvaranje lunarnih baza, uprkos činjenici da imaju puno drugih, hitnijih zadataka: medicina, obrazovanje, vojska... E, ko sad, kad im je u pravu pamet, uzeo bi i rekao: Nema para za socijalne programe, ali ima para za lunarnu bazu - mi ćemo tamo vaditi minerale... Ovo je nerealno.
U Roskosmosu su objasnili da će prijedlozi Federalnog svemirskog programa biti podvrgnuti sveobuhvatnoj provjeri na nivou stručnjaka i naučnika iz industrije, nakon čega će nacrt FKP biti dostavljen na razmatranje Vladi.
Oni su demonstrirali praktičnu izvodljivost leta na Mjesec (iako je to bio vrlo skup projekat), a istovremeno su ohladili entuzijazam za stvaranjem lunarne kolonije. To je bilo zbog činjenice da je analiza uzoraka prašine koje su dostavili astronauti pokazala vrlo nizak sadržaj svjetlosnih elemenata [ ], neophodno za održavanje života.
Unatoč tome, s razvojem astronautike i smanjenjem troškova svemirskih letova, Mjesec se čini primarnim objektom za uspostavljanje baze. Za naučnike, lunarna baza je jedinstveno mesto za sprovođenje naučnih istraživanja u oblastima planetarne nauke, astronomije, kosmologije, svemirske biologije i drugih disciplina. Proučavanje lunarne kore može dati odgovore na najvažnija pitanja o formiranju i daljoj evoluciji Sunčevog sistema, sistema Zemlja-Mjesec i nastanku života. Odsustvo atmosfere i niža gravitacija omogućavaju izgradnju opservatorija na površini Mjeseca, opremljenih optičkim i radio-teleskopima, sposobnim da dobiju mnogo detaljnije i jasnije slike udaljenih područja Univerzuma nego što je to moguće na Zemlji, te održavati i nadogradnja takvih teleskopa je mnogo lakša od orbitalnih opservatorija.
Mesec takođe ima razne minerale, uključujući metale vredne za industriju - gvožđe, aluminijum, titanijum; Osim toga, u površinskom sloju lunarnog tla, regolitu, akumuliran je izotop helijuma-3, rijedak na Zemlji, koji se može koristiti kao gorivo za perspektivne termonuklearne reaktore. Trenutno se razvijaju metode za industrijsku proizvodnju metala, kiseonika i helijuma-3 iz regolita; Pronađene su naslage vodenog leda.
Duboki vakuum i dostupnost jeftine solarne energije otvaraju nove horizonte za elektroniku, metalurgiju, obradu metala i nauku o materijalima. Naime, uslovi za preradu metala i stvaranje mikroelektronskih uređaja na Zemlji su nepovoljniji zbog velike količine slobodnog kiseonika u atmosferi, što pogoršava kvalitet livenja i zavarivanja, onemogućava dobijanje ultra čistih legura i supstrati mikrokola u velikim količinama. Zanimljivo je i lansiranje štetnih i opasnih industrija na Mjesec.
Mesec, zahvaljujući svojim impresivnim pejzažima i egzotičnosti, takođe izgleda kao vrlo verovatan objekat za svemirski turizam, koji može privući značajna sredstva za svoj razvoj, pomoći u popularizaciji svemirskih putovanja i obezbediti priliv ljudi za istraživanje površine Meseca. . Svemirski turizam će zahtijevati određena infrastrukturna rješenja. Zauzvrat, razvoj infrastrukture će omogućiti veći prodor ljudi na Mjesec.
Postoje planovi da se lunarne baze koriste u vojne svrhe za kontrolu svemira blizu Zemlje i osiguravanje dominacije u svemiru.
Helijum-3 u planovima za istraživanje Mjeseca
Stvaranje stanice nije samo stvar nauke i državnog prestiža, već i komercijalne koristi. Helij-3 je rijedak izotop, koji košta oko 1.200 američkih dolara po litri plina, potreban u nuklearnoj energiji za pokretanje reakcije fuzije. Na Mjesecu se njegova količina procjenjuje na hiljade tona (prema minimalnim procjenama - 500 hiljada tona). Gustina tečnog helijuma-3 na tački ključanja i normalnom pritisku je 59 g/l, au gasovitom obliku je oko 1000 puta manja, dakle 1 kilogram košta više od 20 miliona dolara, a sav helijum više od 10 kvadriliona dolara (oko 500 trenutnog BDP SAD).
Pri korištenju helijuma-3 nema dugovječnog radioaktivnog otpada, pa samim tim problem njihovog odlaganja, koji je toliko akutan pri radu teških nuklearnih fisijskih reaktora, nestaje sam od sebe.
Međutim, postoje i ozbiljne kritike ovih planova. Činjenica je da je za zapaljenje termonuklearne reakcije deuterijum + helijum-3 potrebno zagrijati izotope na temperaturu od milijardu stupnjeva i riješiti problem ograničavanja plazme zagrijane na takvu temperaturu. Trenutni nivo tehnologije omogućava da se plazma zagrijana na samo nekoliko stotina miliona stepeni u reakciji deuterijum + tricijum zadrži, dok se skoro sva energija dobijena tokom termonuklearne reakcije troši na zatvaranje plazme (vidi ITER). Stoga mnogi vodeći naučnici, na primjer, akademik Roald Sagdeev, koji je kritizirao planove Sevastjanova, smatraju reaktore na heliju-3 pitanjem daleke budućnosti. Realnije sa njihove tačke gledišta je razvoj kiseonika na Mesecu, metalurgija, stvaranje i lansiranje svemirskih letelica, uključujući satelite, međuplanetarne stanice i letelice sa ljudskom posadom.
Voda
Lunarne elektrane
Ključne tehnologije imaju nivo tehnološke spremnosti 7/10, prema NASA-i. Razmatra se mogućnost proizvodnje velike količine električne energije od 1 W. Gde procjenjuje se cijena lunarnog kompleksa oko 200 triliona američkih dolara. U isto vrijeme trošak proizvodnje uporediva količina električne energije iz zemaljskih solarnih stanica - 8000 triliona američkih dolara, zemaljskih termonuklearnih reaktora - 3300 triliona američkih dolara, zemaljskih ugljenih stanica - 1500 triliona američkih dolara.
Praktični koraci
Lunarne baze u prvoj "Mjesečevoj trci"
| Eksterne slike | |
|---|---|
| Projekti lunarnih baza | |
| Skica procesa izgradnje lunarne baze prema projektu inženjera General Electrica | |
U Sjedinjenim Državama su se razvijali idejni projekti lunarnih vojnih baza Lunex Project i Project Horizon, a postojali su i tehnički prijedlozi za lunarnu bazu Wernhera von Brauna.
U prvoj polovini 1970-ih. ispod ruke Akademik V.P. Barmin, moskovski i lenjingradski naučnici razvili su projekat za dugoročnu lunarnu bazu, u kojem su posebno proučavali mogućnost nasipanja naseljenih objekata usmjerenom eksplozijom radi zaštite od kosmičkog zračenja (izumi A.I. Melua koristeći Alfreda Nobela tehnologije). Detaljnije, uključujući modele ekspedicionih vozila i modula sa posadom, razvijen je projekat lunarne baze SSSR-a „Zvezda“, koji je trebalo da se realizuje 1970-1980-ih. kao razvoj sovjetskog lunarnog programa, koji je prekinut nakon što je SSSR izgubio “lunarnu trku” sa SAD.
Lunarna oaza
U oktobru 1989. godine, na 40. Kongresu Međunarodne Aeronautičke Fédération Internationale, zaposleni u NASA-i Michael Duke, šef Odjeljenja za nauku o Sunčevom sistemu u svemirskom centru Johnson u Hjustonu, i John Niehoff iz Međunarodne korporacije za naučne aplikacije (SAIC) predstavili su projekat lunarna stanica Lunar Oasis. Do sada se ovaj projekat smatra veoma dobro razrađenim i zanimljivim u smislu niza osnovnih rješenja, kako originalnih tako i realističnih. Desetogodišnji projekat Lunarna oaza uključivao je tri faze, sa ukupno 30 letova, od kojih je polovina bila sa posadom (po 14 tona tereta); bespilotna lansiranja procijenjena su na po 20 tona tereta.
Autori nazivaju cijenu projekta jednakom četiri Apollo programa, što je otprilike 550 milijardi dolara u cijenama iz 2011. godine. S obzirom da je vrijeme implementacije programa trebalo biti veoma značajno (10 godina), godišnji troškovi za njega iznosili bi oko 50 milijardi dolara.Poređenja radi, možemo istaći da su u 2011. godini troškovi održavanja američkih trupa u Afganistanu dostigli 6,7 dolara milijardi mjesečno, ili 80 milijardi dolara godišnje.
Lunarne baze u "Mjesečevoj trci" 21. vijeka
Do 2050. godine planirana je izgradnja useljive baze i rudarskog poligona.
evropski projekat
Problemi
Radijacija
Dugotrajno prisustvo čoveka na Mesecu zahtevaće rešavanje niza problema. Dakle, Zemljina atmosfera i magnetno polje zadržavaju većinu sunčevog zračenja. Mnogi mikrometeoriti takođe sagorevaju u atmosferi. Na Mjesecu, bez rješavanja problema radijacije i meteorita, nemoguće je stvoriti uslove za normalnu kolonizaciju. Tokom solarnih baklji stvara se mlaz protona i drugih čestica koje mogu predstavljati prijetnju astronautima. Međutim, ove čestice nisu jako prodorne i zaštita od njih je rješiv problem. Osim toga, ove čestice imaju malu brzinu, što znači da imaju vremena da se sakriju u skloništima protiv zračenja. Mnogo veći problem predstavlja tvrdo rendgensko zračenje. Proračuni su pokazali da nakon 100 sati na površini Mjeseca postoji 10% šanse da će astronaut primiti dozu opasnu po zdravlje ( 0.1 Grey). U slučaju sunčeve baklje, opasna doza se može primiti u roku od nekoliko minuta.
Šef odjela radijacijske sigurnosti za svemirske letove Instituta za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka Vjačeslav Šuršakov je u intervjuu za medije rekao da su tokom misija na Mjesec doze zračenja prihvatljive. Prema objavljenim podacima o američkim lunarnim posadama, desetodnevna misija je ekvivalentna letenju u Zemljinoj orbiti 20 dana: ukupna doza od približno 12 mSv. Na osnovu dosadašnjih saznanja o kosmičkom zračenju, stručnjaci Instituta za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka dozvoljavaju let do Mjeseca u trajanju od nekoliko sedmica do dva mjeseca.
Mesečeva prašina
Mjesečeva prašina predstavlja poseban problem. Mjesečeva prašina se sastoji od oštrih čestica (pošto nema efekta zaglađivanja erozije), a također ima i elektrostatički naboj. Kao rezultat toga, mjesečeva prašina prodire posvuda i, imajući abrazivni učinak, smanjuje vijek trajanja mehanizama (a ako uđe u pluća, postaje smrtonosna prijetnja ljudskom zdravlju i može uzrokovati rak pluća).
Komercijalna komponenta
Komercijalizacija također nije očigledna. Još nema potrebe za velikim količinama helijuma-3. Nauka još nije uspjela postići kontrolu nad termonuklearnom reakcijom. Projekt koji najviše obećava u tom pogledu u ovom trenutku (sredinom 2019.) je veliki međunarodni eksperimentalni reaktor ITER, čiji se završetak očekuje do 2025. godine. Nakon toga slijedi oko 20 godina eksperimentiranja. Industrijska upotreba termonuklearne fuzije očekuje se najkasnije 2050. godine, prema najoptimističnijim prognozama. S tim u vezi, do ovog trenutka ekstrakcija helijuma-3 neće biti od industrijskog interesa. Svemirski turizam se također ne može nazvati pokretačkom snagom istraživanja Mjeseca, jer se ulaganja potrebna u ovoj fazi ne mogu nadoknaditi u razumnom roku kroz turizam, što pokazuje iskustvo svemirskog turizma na ISS-u, prihod od kojeg se ostvaruje ne pokrivaju ni mali dio troškova održavanja stanice. [ ]
Ovakvo stanje dovodi do prijedloga (vidi Robert Zubrin “Slučaj za Mars”) da istraživanje svemira treba započeti odmah s Marsom.
Filmografija
vidi takođe
Bilješke
- Arthur Clarke. Baci se na Mesec
- Lysenko M.P., Catterfeld G.N., Melua A.I. O zonalnosti tla na Mjesecu // Izv. All.Geogr. O-va. - 1981. - T. 113. - str. 438-441.
- Akademik B. E. Chertok “Kosmonautika u 21. veku” (nedefinirano) (link nedostupan). Pristupljeno 22. februara 2009. Arhivirano 25. februara 2009.
- Lunarni polovi bi mogli postati opservatorije: naučnik (nedefinirano) . RIA Novosti (1. februar 2012). Pristupljeno 2. februara 2012. Arhivirano 31. maja 2012.
- Do 2015. Rusija će stvoriti stanicu na Mjesecu, Kommersant.ru, 25.01.2006.
- Christina Reed (Discovery World). Posljedice krize helijuma-3 (nedefinirano) (19. februar 2011.). Arhivirano iz originala 9. februara 2012.
- 3D News. Kolonizacija Sunčevog sistema je otkazana (nedefinirano) (4. mart 2007.). Pristupljeno 26. maja 2007.
- Doneo solarni vetar (nedefinirano) . Ekspert (19. novembar 2007). Arhivirano iz originala 9. februara 2012.
- Popularna mehanika. Lunarna senzacija. (nedefinirano) . PopMech (25. septembar 2009.).
Uspjeh kineske lunarne misije natjerao je američke naučnike da razmisle o prednostima i nedostacima kolonizacije Zemljinog satelita. Ali općenito, istraživači su skloni kolonizaciji Mjeseca što je brže moguće, jer je ovo i eksperiment, priprema za let na Mars i moguća ekonomska korist. Međutim, borba za Selenina sredstva je neizbježna.
Uspjeh kineske lunarne misije natjerao je američke planetarne naučnike da traže poticaje koji bi lokalne političare zabrinuli oko razvoja Zemljinog satelita. Članak na ovu temu objavio je Christopher McKay iz NASA-e u časopisu New Space. On smatra da Sjedinjene Države hitno moraju izgraditi bazu na Mjesecu i organizirati redovne letove tamo i nazad.
Prema McKayu, ponovno pokretanje lunarnog programa s ljudskom posadom prvenstveno bi povećalo međunarodni utjecaj Sjedinjenih Država. „U narednim decenijama jasno će se uočiti značajna aktivnost na površini Meseca“, piše planetarni naučnik. „Nacionalni interesi zemlje na Mesecu nalažu da NASA zadrži dugoročno i kontinuirano prisustvo američke države na Zemljinom satelitu prije međunarodnih i privatnih misija.”
Naučnik se dotiče takve teme kao što je svemirski turizam. "Da li će privatnim kompanijama biti dozvoljeno da vode turiste da vide otiske stopala Neila Armstronga?", pita on. "Koliko će im se približiti? Ko donosi pravila?"
Samo što nije jasno sa pravilima... Vlada SAD je svojevremeno predložila zabranu približavanja prvim otiscima čovjeka na Mjesecu na udaljenosti manjoj od pola kilometra. I ne radi se samo o sigurnosti ovih otisaka. Prema Sporazumu o svemiru iz 1967. godine, nijedna država ne može polagati pravo na Zemljin satelit ili bilo koji njegov dio.
Ali da li je to moguće ako se Mjesec počne istraživati u praksi? Recimo, ako Kinezi uspiju da stvore lunarnu bazu za petnaest godina, ona će se vjerovatno nalaziti u blizini jednog od velikih kratera sa zalihama vodenog leda - da bi koloniste opskrbljivali vodom. I privatne kompanije kao što je Bigelow Aerospace planiraju da počnu sa razvojem nalazišta iridija i platine na Mesecu. Šta ako neka konkurentska kompanija ili cijela država želi da eksploatiše isti izvor vode ili isto ležište? Uostalom, prema postojećem zakonu, čini se da ni jedni ni drugi nemaju pravo na ekskluzivnu eksploataciju ovih resursa...
Ugovor iz 1967. godine pokrenuo je SSSR kako bi spriječio moguću izgradnju američke vojne baze na Mjesecu i postavljanje nuklearnog oružja tamo. Ali tih dana nije bilo govora o totalnoj kolonizaciji satelita – nije bilo tehnoloških mogućnosti. Međutim, sada Japan i Kina razgovaraju o predloženoj izgradnji vlastitih objekata na Mjesecu. U ovom slučaju, njihov pravni status će biti veoma teško regulisati. To se može učiniti samo kroz međunarodne institucije, posebno kroz UN, što možda i nije tako lako. Osim toga, samo postojanje baze može pružiti koristan „nuspojava“ za Sjedinjene Države: turisti će hrliti tamo, a također će se pokrenuti geološka istraživanja i rudarenje.
Za privatna preduzeća, satelitsko istraživanje površine je preskupo. Potrebno je mjesto gdje se "izviđači" mogu smjestiti. Ni državne investicije ne bi škodile. Stoga će prisustvo državne baze "privući" privatne kompanije na Mjesec. U bazi će biti moguće i graditi pumpe za gorivo, jer voda tamo sadrži vodonik i kiseonik. To će pomoći u smanjenju troškova isporuke tereta u duboku orbitu.
Naravno, piše McKay, rad stalne lunarne baze će dovesti do sve više novih otkrića. Na primjer, naučnici će konačno dobiti ideju o prirodi geološke aktivnosti satelita. Dakle, postoji pretpostavka da u pukotinama sa smrznutom lavom koje su prošarane površinom Mjeseca mogu postojati i naslage kometnog leda koji ljudima može osigurati vodu, kisik za disanje i energiju.
Stacionarna lunarna baza će takođe postati eksperiment u preživljavanju ljudi u uslovima smanjene gravitacije. Prema mišljenju stručnjaka, produženo odsustvo gravitacije može uzrokovati disfunkciju bubrega i drugih vitalnih organa. Ako astronaute pošaljete direktno na Mars (kao što neki sugeriraju), tada će ih u slučaju nepredviđenih situacija biti moguće evakuirati odatle tek nakon šest mjeseci. Za Lunu, ova operacija neće trajati više od tri dana.
Kolonizacija Mjeseca uopće nije tako skup projekat kako nam se činilo 60-ih i 70-ih godina prošlog vijeka, kada su se izvodile misije Apolo, dodaje Christopher McKay. Uostalom, prvo, proizvodnja svemirskih brodova postala je jeftinija, a drugo, s pojavom trodimenzionalnih pisača, proizvodnja svih potrebnih alata uz prisutnost potrebnih sirovina prestala je biti problem. Treće, nedavna istraživanja su pokazala da je moguće masovno proizvoditi beton i druge materijale od lunarnih sirovina.
"Nije mnogo komplikovanije od snabdijevanja i upravljanja orbitalnom stanicom", kaže McKay o lunarnom projektu. Ako želimo da nastavimo istraživanje svemira ljudima, a ne mašinama, onda bi prva etapa trebala biti Mjesec - nama najbliža "planeta", siguran je.
Kolonizacija Mjeseca je naseljavanje Mjeseca od strane ljudi, što je predmet kako naučnofantastičnih radova, tako i stvarnih planova za izgradnju naseljenih baza na Mjesecu.
Članak će vam oduzeti 10 minuta vremena.
Brzi razvoj svemirske tehnologije omogućava da se smatra da je kolonizacija svemira potpuno ostvariv i opravdan cilj. Zbog svoje blizine Zemlji (tri dana leta, 380.000 km) i prilično dobrog poznavanja pejzaža, Mjesec se dugo smatrao kandidatom za stvaranje ljudske kolonije. Ali iako su sovjetski programi Luna i Lunohod, a nešto kasnije i američki program Apollo, pokazali praktičnu izvodljivost leta na Mjesec (iako su bili vrlo skupi projekti), oni su istovremeno ohladili entuzijazam za stvaranjem lunarne kolonije. To je bilo zbog činjenice da je analiza uzoraka prašine koje su donijeli astronauti pokazala vrlo nizak sadržaj svjetlosnih elemenata neophodnih za održavanje života.
Unatoč tome, s razvojem astronautike i smanjenjem troškova svemirskih letova, Mjesec se čini izuzetno atraktivnim objektom za kolonizaciju. Za naučnike, lunarna baza je jedinstveno mesto za sprovođenje naučnih istraživanja u oblastima planetarne nauke, astronomije, kosmologije, svemirske biologije i drugih disciplina. Proučavanje lunarne kore može dati odgovore na najvažnija pitanja o formiranju i daljoj evoluciji Sunčevog sistema, sistema Zemlja-Mjesec i nastanku života. Odsustvo atmosfere i niža gravitacija omogućavaju izgradnju opservatorija na površini Mjeseca, opremljenih optičkim i radio teleskopima koji mogu dobiti mnogo detaljnije i jasnije slike udaljenih područja Univerzuma nego što je to moguće na Zemlji, te održavati i unapređivati ovakvi teleskopi su mnogo lakši od orbitalnih opservatorija.
Teraformirani Mjesec kako se vidi sa Zemlje
Mesec takođe ima razne minerale, uključujući metale vredne za industriju - gvožđe, aluminijum, titanijum; Osim toga, u površinskom sloju lunarnog tla, regolitu, akumuliran je izotop rijedak na Zemlji. helijum-3, koji se može koristiti kao gorivo za napredne termonuklearne reaktore. Trenutno se razvijaju metode za industrijsku proizvodnju metala, kiseonika i helijuma-3 iz regolita; Pronađene su naslage vodenog leda.
Duboki vakuum i dostupnost jeftine solarne energije otvaraju nove horizonte za elektroniku, metalurgiju, obradu metala i nauku o materijalima. Naime, uslovi za preradu metala i stvaranje mikroelektronskih uređaja na Zemlji su nepovoljniji zbog velike količine slobodnog kiseonika u atmosferi, što pogoršava kvalitet livenja i zavarivanja, onemogućava dobijanje ultra čistih legura i supstrati mikrokola u velikim količinama. Također od interesa lansiranje štetnih i opasnih industrija na Mjesec.
Mesec, zahvaljujući svojim impresivnim pejzažima i egzotičnosti, takođe izgleda kao vrlo verovatan objekat za svemirski turizam, koji može privući značajna sredstva za svoj razvoj, pomoći u popularizaciji svemirskih putovanja i obezbediti priliv ljudi za istraživanje površine Meseca. . Svemirski turizam će zahtijevati određena infrastrukturna rješenja. Zauzvrat, razvoj infrastrukture će omogućiti veći prodor ljudi na Mjesec.
Postoje planovi da se lunarne baze koriste u vojne svrhe za kontrolu svemira blizu Zemlje i osiguravanje dominacije u svemiru.
Direktor Instituta za svemirska istraživanja Ruske akademije nauka Lev Zeleny smatra da se cirkumpolarni regioni Mjeseca mogu koristiti za smještaj ruske ili međunarodne naučne baze.
Helijum-3 u planovima za istraživanje Mjeseca
U januaru 2006. Nikolaj Sevastjanov, bivši predsednik raketno-svemirske korporacije Energia, zvanično je objavio da će glavni cilj ruskog svemirskog programa biti ekstrakcija helijuma-3 sa Meseca preradom lunarnog regolita. “Planiramo da do 2015. godine napravimo stalnu stanicu na Mjesecu (nismo imali vremena), a 2020. industrijska proizvodnja rijetkog izotopa, helijuma-3, može početi na Zemljinom satelitu.” Višekratna letjelica Clipper poletjet će na Mjesec, a interorbitalni tegljač Parom počet će joj pomagati u izgradnji lunarne baze. Međutim, podaci "zvanične izjave" ostali su na savjesti N. N. Sevastjanova, budući da Rusija ne priznaje postojanje lunarnog programa poput američkog. O drugim izvorima finansiranja još se ništa ne zna.
Predstavnici američke Nacionalne agencije za svemir i aeronautiku (NASA) također smatraju prisustvo helijuma-3 u lunarnim mineralima ozbiljnim razlogom za razvoj satelita. Istovremeno, NASA planira da tamo izvede prvi let najkasnije 2018. Kina i Japan također planiraju izgradnju lunarnih baza, ali će se to najvjerovatnije dogoditi 2020-ih.
Stvaranje stanice nije samo stvar nauke i državnog prestiža, već i komercijalne koristi. Helijum-3 je rijedak izotop, vrijedan otprilike 1.200 dolara po litru plina, a na Mjesecu ga ima milionima kilograma (prema minimalnim procjenama - 500 hiljada tona). Helij-3 je potreban u nuklearnoj energiji - za pokretanje termonuklearne reakcije.
Naučnici vjeruju da se helijum-3 može koristiti u termonuklearnim reaktorima. Da obezbedi energiju za cjelokupno stanovništvo Zemlje tokom godine, prema proračunima naučnika sa Instituta za geohemiju i analitičku hemiju im. V.I. Vernadsky RAS, potrebno je otprilike 30 tona helijum-3. Troškovi isporuke na Zemlju bit će desetine puta manji od struje koja se trenutno proizvodi u nuklearnim elektranama.
Pri korištenju helijuma-3 ne nastaje dugovječni radioaktivni otpad, pa sam po sebi nestaje problem njihovog odlaganja, koji je toliko akutan pri radu reaktora koji koriste fisiju teških jezgara.
Međutim, postoje i ozbiljne kritike ovih planova. Činjenica je da je za zapaljenje termonuklearne reakcije deuterijum + helijum-3 potrebno zagrijati izotope na temperaturu od milijardu stupnjeva i riješiti problem ograničavanja plazme zagrijane na takvu temperaturu. Trenutni tehnološki nivo omogućava zadržavanje plazme zagrijane na samo nekoliko stotina miliona stepeni u reakciji deuterijum + tricijum, dok se skoro sva energija dobijena tokom termonuklearne reakcije troši na zatvaranje plazme. Stoga mnogi vodeći naučnici, na primjer, akademik Roald Sagdeev, koji je kritizirao planove Sevastjanova, smatraju reaktore na heliju-3 pitanjem daleke budućnosti. Realnije sa njihove tačke gledišta je razvoj kiseonika na Mesecu, metalurgija, stvaranje i lansiranje svemirskih letelica, uključujući satelite, međuplanetarne stanice i letelice sa ljudskom posadom.
Na površini Mjeseca (misije Deep Impact (DC), Cassini (SC), Chandrayaan-1) i ispod njegove površine (LCROSS misija) u području polova, otkrivena je voda u obliku leda, količina što jako zavisi od osvetljenja Suncem. Prisustvo vode je veoma važno za potencijalnu lunarnu bazu.
Lunarne elektrane
Ključne tehnologije imaju nivo tehnološke spremnosti 7/10, prema NASA-i. Razmatra se mogućnost proizvodnje velike količine električne energije od 1 PW. Istovremeno, trošak lunarnog kompleksa procjenjuje se na otprilike 200 biliona američkih dolara. Istovremeno, trošak proizvodnje uporedive količine električne energije iz zemaljskih solarnih stanica je 8.000 biliona dolara, zemaljskih fuzijskih reaktora su 3.300 biliona dolara, a zemaljskih elektrana na ugalj su 1.500 biliona dolara.
Praktični koraci
Lunarne baze u prvoj "Mjesečevoj trci"
Tokom prve „mjesečeve trke“ 1960-ih (i nešto ranije i kasnije), dvije svemirske velesile - SAD i SSSR - imale su planove za izgradnju lunarnih baza, koji nisu realizovani.
U Sjedinjenim Državama su se razvijali idejni projekti lunarnih vojnih baza Lunex Project i Project Horizon, a postojali su i tehnički prijedlozi za lunarnu bazu Wernher von Braun.
U prvoj polovini 1970-ih. ispod ruke Akademik V.P. Naučnici iz Barmine, Moskve i Lenjingrada razvili su projekat za dugoročnu lunarnu bazu, u kojem su posebno proučavali mogućnost nasipanja naseljenih objekata usmjerenom eksplozijom radi zaštite od kosmičkog zračenja (izumi A. I. Melua koristeći tehnologije Alfreda Nobel). Detaljnije, uključujući modele ekspedicionih vozila i modula sa posadom, razvijen je projekat lunarne baze SSSR-a „Zvezda“, koji je trebalo da se realizuje 1970-1980-ih. kao razvoj sovjetskog lunarnog programa, koji je prekinut nakon što je SSSR izgubio “lunarnu trku” sa Sjedinjenim Državama.
U oktobru 1989. godine, na 40. Kongresu Međunarodne Aeronautičke Fédération Internationale, zaposleni u NASA-i Michael Duke, šef Odjeljenja za nauku o Sunčevom sistemu u svemirskom centru Johnson u Hjustonu, i John Niehoff iz Međunarodne korporacije za naučne aplikacije (SAIC) predstavili su projekat lunarna stanica Lunar Oasis. Do sada se ovaj projekat smatra veoma dobro razrađenim i ne bez interesovanja za niz osnovnih rešenja, kako originalnih tako i realnih. Desetogodišnji projekat Lunarna oaza uključivao je tri faze, sa ukupno 30 letova, od kojih je polovina bila sa posadom (po 14 tona tereta); bespilotna lansiranja procijenjena su na po 20 tona tereta.
Autori nazivaju cijenu projekta jednakom četiri Apollo programa, što je otprilike 550 milijardi dolara u cijenama iz 2011. godine. S obzirom da je vrijeme implementacije programa trebalo biti veoma značajno (10 godina), godišnji troškovi za njega iznosili bi oko 50 milijardi dolara.Poređenja radi, možemo istaći da su u 2011. godini troškovi održavanja američkih trupa u Afganistanu dostigli 6,7 dolara milijardi mjesečno, ili 80 milijardi dolara godišnje.
Ruski lunarni program XXI veka
Rusija je 2007. godine najavila mogućnost, ako bude finansirana iz vlastitog ili međunarodnog programa, organiziranja letova na Mjesec od 2025. godine i daljeg stvaranja baze na njemu.
Godine 2014. postalo je poznato o nacrtu koncepta ruskog lunarnog programa, koji je predložio tri faze:
Faza 1 2016-2025. Podrazumijeva slanje automatskih međuplanetarnih stanica “Luna-25”, “Luna-26”, “Luna-27” i “Luna-28” na Mjesec. Morat će odrediti sastav i fizičko-hemijske osobine lunarnog polarnog regolita s vodenim ledom i drugim isparljivim jedinjenjima. Osim toga, zadatak uređaja će biti da odaberu najperspektivnije područje u regiji Južnog pola Mjeseca za buduće postavljanje poligona i lunarne baze.
Faza 2 2028-2030. Uključuje misije s ljudskom posadom u orbiti Mjeseca bez slijetanja na njegovu površinu.
Faza 3 2030-2040. Uključuje slijetanje astronauta u područje potencijalne lokacije lunarnog poligona i postavljanje prvih elemenata infrastrukture od lunarnog materijala. Konkretno, predlaže se početak izgradnje elemenata lunarne astronomske opservatorije, kao i objekata za praćenje Zemlje.
Do 2050 planira se izgradnja useljive baze i rudarske lokacije.
Problemi
Dugotrajno prisustvo čoveka na Mesecu zahtevaće rešavanje niza problema. Dakle, Zemljina atmosfera i magnetno polje zadržavaju većinu sunčevog zračenja. Mnogi mikrometeoriti takođe sagorevaju u atmosferi. Na Mjesecu, bez rješavanja problema radijacije i meteorita, nemoguće je stvoriti uslove za normalnu kolonizaciju. Tokom solarnih baklji stvara se mlaz protona i drugih čestica koje mogu predstavljati prijetnju astronautima. Međutim, ove čestice nisu jako prodorne i zaštita od njih je rješiv problem. Osim toga, ove čestice imaju malu brzinu, što znači da imaju vremena da se sakriju u skloništima protiv zračenja. Mnogo veći problem predstavlja tvrdo rendgensko zračenje. Proračuni su pokazali da nakon 100 sati na površini Mjeseca postoji 10% šanse da će astronaut primiti dozu opasnu po zdravlje (0,1 Grey). U slučaju sunčeve baklje, opasna doza se može primiti u roku od nekoliko minuta.
Mjesečeva prašina predstavlja poseban problem. Mjesečeva prašina se sastoji od oštrih čestica (pošto nema efekta zaglađivanja erozije), a također ima i elektrostatički naboj. Kao rezultat toga, mjesečeva prašina prodire posvuda i, imajući abrazivni učinak, smanjuje vijek trajanja mehanizama. A ako dospije u pluća, postaje prijetnja ljudskom zdravlju.
Komercijalizacija također nije očigledna. Još nema potrebe za velikim količinama helijuma-3. Nauka još nije uspjela postići kontrolu nad termonuklearnom reakcijom. Najperspektivniji projekat u tom smislu je veliki međunarodni eksperimentalni reaktor ITER, čiji se završetak očekuje 2018. godine. Nakon toga slijedi dvadesetak godina eksperimentiranja. Industrijska upotreba termonuklearne fuzije očekuje se najkasnije 2050. godine, prema najoptimističnijim prognozama. S tim u vezi, do ovog trenutka ekstrakcija helijuma-3 neće biti od industrijskog interesa. Svemirski turizam se također ne može nazvati pokretačkom snagom istraživanja Mjeseca, jer se ulaganja potrebna u ovoj fazi ne mogu nadoknaditi u razumnom roku kroz turizam, što pokazuje iskustvo svemirskog turizma na ISS-u, prihod od kojeg se ostvaruje ne pokrivaju ni mali dio troškova održavanja stanice.
Ovakvo stanje stvari dovodi do iznošenja prijedloga (vidi Robert Zabrin „Slučaj za Mars“) da istraživanje svemira treba započeti odmah s Marsom. O tome možete pročitati u drugom članku - =)
Informacije preuzete sa Wikipedije.
Frankfurter Allgemeine Zeitung: Gospodine Reiter, Rusija takođe želi da učestvuje u stvaranju svemirske stanice u lunarnoj orbiti. Na sastanku u Adelaidi, šef ruske svemirske agencije Roskosmos Igor Komarov potpisao je sporazum sa NASA-om. Da li vas je ova odluka iznenadila?
Thomas Reiter: Za nas ova odluka Rusije nije bila iznenađenje. Kao rezultat medijske pažnje na ovu odluku, može se činiti da će Rusija i Amerika sada početi stvarati Deep Space Gateway. U stvari, pet partnera ISS-a - Amerika, Rusija, Evropa, Japan i Kanada - već tri godine rade vrlo specifično na ovom konceptu. Bez obzira na to, naša vanzemaljska osmatračnica u niskoj Zemljinoj orbiti, ISS, bit će operativna barem do sredine sljedeće decenije. Šta će biti sa ISS-om nakon 2024. godine, mora se odlučiti prije kraja ove decenije. Sa naučne tačke gledišta, nakon ovoga će i dalje postojati potreba za istraživanjem svemira. Što se tiče Deep Space Gateway-a, elementi stanice u blizini Mjeseca i njena tehnička oprema se redovno razmatraju na radnim sastancima. Naravno, Roskosmos je učestvovao u ovoj diskusiji. Međutim, Rusija još nije dostavila vlastite prijedloge za ovu lunarnu stanicu. Sporazumom između Roskosmosa i NASA-e, ruska svemirska agencija je sada stvorila formalnu osnovu za davanje konkretnih doprinosa.
— Kakvo će učešće Evropa uzeti u Deep Space Gateway?
— ESA od 2012. godine konstruiše dva servisna modula za američku svemirsku kapsulu Orion. Orion će biti svemirska letjelica na kojoj će astronauti, a sada i kosmonauti, letjeti do Deep Space Gatewaya, a time i do Mjeseca.
— A time i evropski astronauti?
- Da, ovo je naš cilj. Za Evropsku svemirsku agenciju njeno učešće u radu lunarne stanice ima dvostruki značaj. Prvo, ovo je naše prvo učešće u ljudskim svemirskim letovima izvan niskih orbitalnih letova oko Zemlje. Drugo, naše učešće u Deep Space Gatewayu će nadoknaditi naše troškove proizvodnje za ISS do 2024. Uz servisne module, tu su, naravno, i drugi dizajnerski elementi kojima bismo mogli doprinijeti stvaranju lunarne stanice.
© Wikipedia, NASA- I šta je to?
— Jedna opcija bi bio element motora za lunarnu stanicu. Bio bi to jonski motor od 20 kilovata. Drugi element bi bio modul sa komunikacijskim terminalom, rezervoarima za gorivo, odjeljkom zračne komore za naučni teret i novim adapterom na koji bi svemirska letjelica mogla pristati. Moguć je i stambeni blok.
Kontekst
Najsjajnija zvezda na nebu pripada Rusiji
ABC.es 27.07.2017Amerika će se vratiti na Mesec - i leteti dalje
The Wall Street Journal 10/05/2017Prostor ne poznaje granice
CBC 10/01/2017Da li je Amerika zaobiđena u svemiru?
The New Yorker 06.10.2017NASA i Rusija dogovorile saradnju
Svemir 28.09.2017Ovdje bi ESA mogla iskoristiti iskustvo s Columbus modulom na ISS-u. Mogli bismo, ako je potrebno, razviti ovaj modul zajedno sa japanskom svemirskom agencijom Jaxa. Na zemljama članicama ESA je da odluče šta će od toga zaista biti implementirano.
— Kada bi moglo početi najranije stvaranje Deep Space Gatewaya?
— Neki elementi su već u razvoju. Ovo uključuje, zajedno sa Orionom, novo američko lansirno vozilo - takozvani Space Launch System (SLS). Prvi let SLS-a zakazan je za 2019. godinu. Tada je planirano lansiranje kapsule Orion sa evropskim servisnim modulom u lunarnu orbitu. Izgradnja lunarne stanice, prema sadašnjim planovima, počet će 2022. godine zajedno sa drugim letom kapsule Orion. Pojedinačni dijelovi će se zatim jedan za drugim lansirati u lunarnu orbitu i tamo montirati. Baš kao što je bilo sa ISS-om. Ali udaljenost će sada biti skoro 400 hiljada kilometara umjesto 400 kilometara kao ISS. Naravno, to znači vrlo posebne izazove. Drago nam je što je Rusija sada u istom čamcu sa nama. Rusija ima veliko iskustvo u izgradnji svemirskih stanica i dugotrajnih svemirskih letova.
— Bilo bi lakše letjeti na Mars sa Mjeseca. Ne bi bilo potrebe za savladavanjem gravitacije.
- Apsolutno u pravu. Svi scenariji leta do naše najbliže planete zasnovani su na izgradnji svemirske letjelice Mars u svemiru. Ako je opremljen ionskim motorom, mogao bi, na primjer, lansirati iz lunarne orbite. Korišćenje ovog tipa motora zahteva mnogo manje goriva od konvencionalnih hemijskih motora. To bi povećalo nosivost svemirske letjelice.
— Kako se planovi za izgradnju svemirske stanice u lunarnoj orbiti kao odskočne daske za let na Mars kombinuju sa planovima za stvaranje lunarne baze, o čemu sanjaju svemirske agencije?
“Oba ova plana odlično idu zajedno. Poslednjih decenija u Sjedinjenim Državama se stalno pričalo o vraćanju čoveka na Mesec. Ova želja je tradicionalno prisutnija među republikanskim vladama nego među demokratama, koji favoriziraju Mars kao sljedeći cilj američkog istraživanja svemira. Imenovani NASA-in administrator Jim Bridenstine nedavno je snažno progovorio za povratak na Mjesec.
Multimedija
NASA 28.08.2017 Tajne svemirskog programa SSSR-a
FTD Facts 07/03/2017 Mogućnost stalnog boravka u lunarnom selu, kako je prije dvije godine javno najavio generalni direktor ESA Jan Wörner, privukla je veliko interesovanje naših međunarodnih partnera. Uključujući Rusiju. Uz pomoć Deep Space Gatewaya, bilo bi moguće i naseliti Zemljin satelit i preduzeti let na Mars.„Glavne svemirske agencije očigledno su istog mišljenja o narednim koracima u svemiru. Hoće li se političari poput Donalda Trumpa, na primjer, složiti s ovim?
- Voleli bismo to. Sa američkim predsjednikom to vjerovatno neće biti tako laka stvar. Radujem se kako će Sjedinjene Države reagirati na prijedloge Igora Komarova da se u izgradnju lunarne stanice uključe zemlje poput Kine, Indije, Brazila ili Južne Afrike. Za razliku od Evrope, Amerika je uvek bila veoma rezervisana po pitanju saradnje sa Kinom.
Nadam se da će se odnosi između Amerike i Kine po pitanju svemirskih letova poboljšati. Evropa bi ovdje mogla igrati ulogu posrednika. Međutim, ne treba gajiti iluzije da će se pozicija političkog vodstva brzo promijeniti pod Trumpom.
InoSMI materijali sadrže ocjene isključivo stranih medija i ne odražavaju stav redakcije InoSMI-ja.
