Dobrodošli natrag u našu seriju o kolonizaciji Sunčevog sustava! Danas ćemo pogledati one najbliže nebeskim susjedima Zemlji. Tako je, gledamo Mjesec!
Vjerojatno smo svi čuli o tome više puta u životu, pa čak i imamo svoje vlastite misli o ovoj temi. Ali za svemirske agencije širom svijeta, futuriste i privatne zrakoplovne kompanije, ideja kolonizacije Mjeseca nije pitanje "ako", već "kada" i "kako". Za neke je uspostavljanje trajne ljudske prisutnosti na Mjesecu stvar sudbine, dok je za druge stvar opstanka.
Nije iznenađujuće da su planovi za uspostavu ljudskog naselja prethodili i slijetanju Mjeseca i svemirskoj trci. U posljednjih nekoliko desetljeća, mnogi od tih planova bili su ispražnjeni i ažurirani zahvaljujući planovima za obnovljeno razdoblje lunarnog istraživanja. Pa što bi bilo potrebno da se uspostavi trajna ljudska prisutnost na Mjesecu, kada bi se to moglo dogoditi, i jesmo li mi na tom izazovu?
Još prije podnošenja prijedloga za mjesečeve kolonije, ideja čovječanstva koja živi na Mjesecu opsežno je istraživana u fikciji, a primjeri sežu više od jednog stoljeća. Osim toga, već početkom 20. stoljeća postojala su znatna nagađanja da je Mjesec možda već naseljen autohtonim životnim oblicima (slično onome što se vjerovalo o Marsu).
Primjeri iz fikcije:
Između 1940-ih i 1960-ih autor znanstvene fantastike Robert A. Heinlein opširno je pisao o prvim putovanjima i eventualnoj kolonizaciji Mjeseca. Oni uključuju više kratkih priča iz četrdesetih godina prošlog vijeka koje opisuju kakav bi bio život u naseljima na „Luni“ (naziv koji Heinlein obično koristi za opisivanje koloniziranog Mjeseca.
Heinlein je 1966. objavio roman koji je nagrađivan Hugom, Mjesec je oštra gospodarica, koja govori o potomacima lunarne kaznene kolonije koja se bori za neovisnost od Zemlje. Ova je priča dobila veliko priznanje zbog načina na koji je kombinirala političke komentare sa pitanjima poput istraživanja svemira, održivosti i umjetne inteligencije. Također je u ovom radu Heinlein skovao termin "TANSTAAFL" - akronim za "Nema te stvari kao slobodan ručak".
1985. godine izdao je Heinlein Mačka koja hoda zidinama, gdje se veći dio knjige odvija na Slobodnoj Luni nakon što je dobila svoju borbu za neovisnost i uključuje likove iz nekih njegovih prethodnih djela.
Lunarnu kolonizaciju istraživao je i fikcija pokojnog i velikog Arthura C. Clarkea. To je uključivalo i kratku priču Zemljin sjaj (1955.), gdje se naselje na Mjesecu našlo uhvaćeno usred rata između Zemlje i saveza između Marsa i Venere. Ovo je slijedilo Pad Moondusta (1961.) na kojem se nalazi lunarni brod pun turista koji tone u more Moondusta.
Clarke je 1968. surađivao s redateljem Stanleyjem Kubrickom na stvaranju znanstvenofantastičnog filma 2001: Svemirska odiseja, gdje se dio parcele odvija u američkoj lunarnoj koloniji koja je u karanteni nakon što se u blizini nađe objekt izvanzemaljskog podrijetla. Clarke je to detaljno obrazložio u verziji romana koja je objavljena iste godine. Lunarna kolonija spominje se i u Clarkeovoj maglici i Hugo-ovom nagrađenom romanu Sastanak s Ramom (1973).
Suradnica velike znanstvene fantastike Ursula K. Le Guin također uključuje lunarnu koloniju u svom romanu iz 1971. godine Sloj neba, koja je 1972. osvojila nagradu Locus za najbolji roman, a dva je puta adaptirana u film (1980. i 2002.). U alternativnoj stvarnosti, lunarne baze uspostavljaju se 2002. godine, a zatim ih napada neprijateljska vanzemaljska vrsta iz Aldebarana (koja je u drugoj stvarnosti benigna).
1973. pokojni i sjajni Isaac Asimov objavio je roman Sami Bogovi, gdje se treći dio odvija u lunarnom naselju početkom 22. stoljeća.Lunatičari (1988.) Kim Stanley Robinson (autor časopisa Crveni Mars trilogija, 2312 i zora) centri na skupinu porobljenih rudara koji su prisiljeni da rade pod površinom Mjeseca pokrenuli pobunu.
Kratka priča iz 1995. godine "Byrd Land Six" Alastaira Reynoldsa spominje koloniju Mjeseca s ekonomijom usredotočenom na kopanje helija-3. 1998. godine Ben Bova je pušten Izlazak Mjeseca i Moonwar, dva romana usredotočena na lunarnu bazu koju je uspostavila američka korporacija i koja se na kraju pobunila protiv Zemlje. To su dio njegove serije "Grand Tour" koji se kolektivno bave kolonizacijom Sunčevog sustava.
2017. godine Andy Weir (autor knjige Marsovci) pušten Artemis, roman postavljen u lunarnom gradu čija se ekonomija izgrađuje oko lunarnog turizma. Značajna pažnja posvećuje se detaljima svakodnevnog života na Mjesecu, što uključuje opise nuklearne elektrane, tališta aluminija i postrojenja za proizvodnju kisika.
Prijedlozi:
Najraniji zabilježeni primjer ljudi koji žive na Mjesecu napravio je u 17. stoljeću biskup John Wilkins. U njegovom Diskurs o novom svijetu i drugoj planeti (1638.) predvidio je da će ljudi jednog dana naučiti ovladati letom i uspostaviti lunarnu koloniju. Međutim, detaljni i znanstveno utemeljeni prijedlozi stigli bi tek u 20. stoljeće.
1901. napisao je H. G. Wells Prvi ljudi na Mjesecu, koja govori o zavičajnim mjesečevim stanovnicima (Selenitima) i uključuje elemente stvarne znanosti. 1920. godine Konstantin Ciolkovsky (kojeg mnogi smatraju "ocem astronautike i raketarstva") napisao je roman Izvan Zemlje, Ovaj roman opisuje priču o kolonizaciji ljudi Sunčevog sustava i detaljno opisuje kakav bi bio život u svemiru.
S početkom svemirske utrke 1950-ih, znanstvenici, inženjeri i arhitekti predložili su niz koncepata i dizajna. 1954. Arthur C. Clarke predložio je stvaranje lunarne baze koja će se sastojati od modula na naduvavanje prekrivenih lunarnom prašinom radi izolacije. Komunikacija bi se održavala s astronautima na terenu pomoću napuhavajućeg radio jarbola.
S vremenom će se izgraditi veća, stalna kupola koja se oslanjala na pročišćivač zraka temeljen na algama, nuklearni reaktor za snagu i elektromagnetske topove za lansiranje tereta i goriva brodovima u svemir. Clarke će ovaj prijedlog istražiti dalje sa svojom kratkom pričom iz 1955. godine Zemljin sjaj.
1959. američka vojska pokrenula je studiju
Godine 1959. John S. Rinehart, tadašnji direktor Rudarsko-istraživačkog laboratorija u Rudarskoj školi u Koloradu, predložio je lunarnu strukturu koja bi mogla „plutati“ u stajaćem oceanu prašine. To je bilo odgovor na tada popularnu teoriju da postoje oceani regolita koji su na Mjesecu bili duboki 1,5 km.
Ovaj je koncept izložen u Rinehartovoj studiji "Osnovni kriteriji za izgradnju Mjeseca" u časopisu Časopis Britanskog interplanetarnog društva, gdje je opisao „plutajuću bazu“ koja se sastoji od polucilindraša s polu-kupolama na oba kraja i mikrometeroidnim štitom postavljenim iznad.
1961. godine, iste godine kad je predsjednik Kennedy najavio program Apollo, američke zračne snage objavile su tajno izvješće na temelju prethodne procjene lunarne vojne baze koju je napravila američka vojska. Poznat kao Lunex Project, plan je zahtijevao slijetanje lunarne posade koja bi na kraju do 1968. dovela do podzemne baze Ratnog zrakoplovstva na Mjesecu.
Godine 1962., John DeNike (voditelj programa za NASA-ino napredne programe) i Stanley Zahn (tehnički direktor studija lunarnog bazovanja u svemirskom odjeljenju tvrtke Martin) objavili su studiju pod nazivom "Mjesečina u mjesecu". Njihov koncept zahtijeva podzemnu bazu smještenu na moru spokoja, budućem mjestu slijetanja rijeke Apolon 11 misija.
Poput Clarkeovog prijedloga, ova se baza oslanjala na nuklearne reaktore za napajanje i sustav filtracije zraka na bazi algi. Temelj bi se sastojao od 30 modula staništa podijeljenih između sedam životnih područja, osam operativnih područja i 15 logističkih područja. ukupna baza iznosila bi veličinu 1300 m² (14.000 ft²) koja može primiti 21 člana posade.
Tijekom 1960-ih, NASA je proizvela više studija koja su se zalagala za stvaranje staništa nadahnuta misijskom arhitekturom programa Apollo (posebno, Saturn V raketa i njihovi derivati). Ovi planovi predviđaju postavljanje modula svemirskih stanica na mjesečevu površinu i primjenom postojećih dizajna i tehnologija kako bi se smanjili troškovi i osigurala pouzdanost.
1963. tijekom 13. god Zbornik radova Kolokvij o lunarnom i planetarnom istraživanju, William Sims je napisao studiju pod nazivom "Arhitektura lunarne baze". Njegov je dizajn zahtijevao da se ispod zida udarne kratere izgradi stanište s kopnenim poljem u blizini za svemirske letjelice. Stanište bi bilo gore tri priče visoko
Ti bi prozori također omogućili ulazak svjetlosti u stanište i bili bi izolirani spremnicima vode za zaštitu od zračenja. Snagu su trebali osigurati nuklearni reaktori, dok će dijelovi staništa biti posvećeni pružanju uredskih prostora, radionica, laboratorija, životnih prostora i farmi za proizvodnju što više hrane posade.
Ali možda najutjecajniji dizajn razdoblja Apolona bio je dvotomni "Studij sinteze lunarne baze", koji je 1971. godine dovršila zrakoplovna tvrtka North American Rockwell. Studija je proizvela konceptualni dizajn za niz Lunarne baze (LSB) koji su izvedeni iz srodne studije za lunarnu stanicu u orbiti.
Posljednjih godina više svemirskih agencija ima nacrte prijedloga za izgradnju kolonija na Mjesecu. Japan je 2006. godine objavio planove za Mjesečevu bazu do 2030. godine. Rusija je sličan prijedlog iznijela i 2007., koji bi se trebao graditi između 2027.-32. Godine 2007, Jim Burke sa Međunarodnog svemirskog sveučilišta u Francuskoj predložio je stvaranje Luk Noinog arke kako bi se osiguralo da će ljudska civilizacija preživjeti kataklizmični događaj.
U kolovozu 2014. godine, predstavnici NASA-e sastali su se s čelnicima industrije kako bi razgovarali o isplativim načinima izgradnje lunarne baze u polarnim regijama do 2022. Godine 2015. NASA je zacrtala koncept lunarnog naseljavanja koje bi se moglo osloniti na robotske radnike (poznat kao Trans -Formers) i heliostati za stvaranje lunarnog naselja oko Mjesečevog južnog polarnog područja.
Godine 2016. šef ESA Johann-Dietrich Wörner predložio je stvaranje međunarodnog sela na Mjesecu kao nasljednika međunarodne svemirske stanice. Stvaranje ovog sela oslanjalo bi se na ista međuresorna partnerstva kao i ISS, kao i partnerstva vlada i privatnih interesa.
Izazovi:
Nepotrebno je da bi stvaranje mjesečeve kolonije bilo ogromna obveza u pogledu vremena, resursa i energije. Iako razvoj raketa za višekratnu upotrebu i druge mjere smanjuju troškove pojedinačnih lansiranja, slanje korisnih tereta na Mjesec i dalje je vrlo skup pothvat - pogotovo tamo gdje bi se tražilo više teških lansiranja.
Tu su i mnoge prirodne opasnosti koje dolaze od života na tijelu poput Mjeseca. Oni uključuju ekstremne temperature, gdje strana okrenuta suncu ima visoke od 117 ° C (242 ° F), dok tamna strana ima najniže temperature od -43 ° C (-46 ° F). Većina mjesečeve površine također je izložena utjecajima meteoroida i mikrometeoroida.
Mjesec također ima atmosferu koja je slaba, praktički je vakuum. To je dio razloga zbog kojeg Mjesec prolazi kroz takve ekstremne temperature i zašto je površina obilježena udarcima (tj. Nema atmosfere za izgaranje meteora). To također znači da će svaka naselja morati biti hermetička, tlačna i izolirana od vanjskog okruženja.
Manjak atmosfere (kao i magnetosfera) također znači da je površina izložena daleko više zračenja od onoga na što smo navikli ovdje na Zemlji. To uključuje sunčevo zračenje koje se pogoršava tijekom solarnog događaja i kozmičke zrake.
Mogući načini:
Od početka svemirskog doba objavljeno je više prijedloga kako i gdje se može izgraditi lunarna kolonija. Tamo gdje je to posebno važno jer će svako naselje morati pružiti stupanj zaštite od elemenata. Kao što kaže, tri najvažnija razmatranja u nekretninama su: „lokacija, lokacija i lokacija“.
Iz tog razloga tijekom godina je podneseno više prijedloga o izgradnji lunarnih staništa na mjestima koja bi omogućila prirodnu zaštitu i / ili zadržavanje. Trenutno je najpopularniji od njih južni pol Aitken sliv, masivno područje udara oko Mjesečeve južne polarne regije koje je snažno zaprljano.
Jedna od glavnih privlačnosti ove regije jest činjenica da je trajno zasjenjen, što znači da doživljava mnogo stabilnije temperature. Pored toga, više misija potvrdilo je prisutnost vodenog leda u regiji, koji bi se mogao ubrati da bi se sve stvorilo od vodika (ili
Pored toga, svaki pokušaj kolonizacije Mjeseca morat će utjecati na tehnologije poput proizvodnje aditiva (aka. 3D ispis), robotskih radnika i teleprisutnosti. Baza (ili baze) također će se morati proizvesti i opskrbiti što je više moguće koristeći lokalne resurse, metodu poznatu kao in-situ iskorištenje resursa (ISRU).
NASA i ESA već dugi niz godina istražuju koncept i oboje su proizveli vlastite metode za pretvaranje lunarnog regolita i drugih resursa u upotrebljive materijale. Na primjer, od 2013. godine ESA surađuje s tvrtkom za dizajn arhitekture Foster + Partners na dizajniranju njihovog međunarodnog Mjesečevog sela.
Njihova predložena metoda za izgradnju ove baze sastoji se od postavljanja okvira na naduvavanje na površinu koji bi zatim bili prekriveni betonom načinjenim od lunarnog regolita, magnezijevog oksida i vezne soli. NASA je predložila sličnu metodu koja poziva robotske radnike koji koriste "sintrani" regolit na baze 3D ispisa. Sastoji se od topljenja regolita bombardiranjem mikrovalnim pećnicama, a zatim ispisivanjem u obliku rastaljene keramike.
Druge ideje uključuju staništa u zemlju i imaju gornju razinu koja pruža pristup površini i omogućuje prirodno svjetlo. Čak postoji prijedlog za izgradnju lunarnih naselja unutar stabilnih cijevi lave, koje ne bi
Čak postoji prijedlog Solenoidne baze za Mjesec koja bi osiguravala vlastiti zaštitni učinak od zračenja. Ovaj je koncept predstavio građevinski inženjer Marco Peroni na AIAA Forumu i izložbi svemira i astronautike 2017. godine, a sastoji se od prozirnih kupola zatvorenih torusom visokonaponskih kabela. Ovaj bi torus osigurao aktivno magnetsko okidanje protiv zračenja i omogućio bi izgradnju naselja bilo gdje na površini.
Obilje leda oko polarnih regija pružit će doseljenicima stalni izvor vode za piće, navodnjavanje i čak bi se mogao preraditi u proizvodnju goriva i kisika koji može disati. Bit će potreban strog režim recikliranja kako bi se osiguralo da se otpad svede na minimum
Ti se toaleti za kompostiranje mogu kombinirati s lunarnim regolitom kako bi se stvorilo rastuće tlo, koje bi se zatim moglo navodnjavati vodom lokalno ubrane. To bi bilo od ključne važnosti s obzirom na to kako bi lunarni kolonisti trebali uzgajati velik dio vlastite hrane kako bi smanjili broj pošiljki koje će morati redovito slati sa Zemlje.
Lunarna voda se također može koristiti kao izvor energije ako su kolonije opremljene baterijama za elektrolizu (gdje se molekule vode dijele na vodik i kisik, a vodik sagorijeva). Ostali izvori energije mogli bi uključivati solarne nizove, koji bi se mogli graditi oko oboda kratera i usmjeravati struju do naselja u njima.
Solarna energija iz svemira također bi bila u mogućnosti pružiti obilnu energiju naseljima diljem mjesečevog krajolika. Nuklearni reaktori su druga opcija, kao i fuzijski (tokamak) reaktori. Ova posljednja opcija posebno je atraktivna s obzirom na činjenicu da je helij-3 (izvor energije za fuzijske reaktore) obilniji na mjesečevoj površini nego na Zemlji.
Potencijalne koristi:
Da budemo fer, uspostavljanje kolonije na bilo kojem nebeskom tijelu u našem Sunčevom sustavu ima neke ozbiljne potencijalne koristi. Ali imati koloniju na najbližem nebeskom tijelu Zemlji bilo bi posebno korisno. Ne samo da bismo mogli provoditi istraživanja, izvlačiti resurse i iskoristiti prednosti novih tehnologija, kad bi baza na Mjesecu olakšala misije i napore kolonizacije drugim planetama i mjesecima.
Jednostavnije rečeno, kolonija na Mjesecu mogla bi djelovati kao odskočna daska prema Marsu, Veneri, Asteroidnom pojasu i šire. Imajući infrastrukturu na površini Mjeseca i u orbiti - koja bi mogla dopunjavati i popravljati svemirske letjelice koje idu dalje u Sunčev sustav - mogli bismo obrijati milijarde troškova misija u dubokim svemirima.
To je jedan od razloga zašto NASA planira uspostaviti svemirsku stanicu u orbiti Mjeseca - Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), aka. Lunar Gateway, ranije poznat kao Gateway Deep Space. To je i jedan od razloga zašto ESA želi graditi svoje Moon Village s međunarodnim partnerima. Kina i Rusija također razmišljaju o vlastitim površinskim ili orbitalnim ispostavama upravo iz tog preciznog razloga.
Lunarno istraživanje bi također bilo vrlo unosno. Proučavajući učinke niske gravitacije na ljudsko tijelo, astronauti će biti bolje pripremljeni za suočavanje s učincima dugotrajnih svemirskih putovanja, misijama na Mars i drugim tijelima gdje je niska g stvarnost. Ove studije bi također mogle pomoći da se otvori put ka uspostavljanju kolonija na tim tijelima.
Daleka strana Mjeseca također nudi ozbiljne mogućnosti za sve vrste astronomije. Budući da je okrenut prema Zemlji, daleka strana Mjeseca je oslobođena radijskih smetnji, što ga čini idealnim mjestom za radio teleskope. Budući da Mjesec nema atmosferu, optički nizovi teleskopa - poput ESO-ovog vrlo velikog teleskopa (VLT) u Čileu - također ne bi imali smetnje.
A onda imate interferometre - poput LIGO-a i teleskopa Event Horizon (EHT) koji bi mogli pretraživati gravitacijske valove i slikati crne rupe s većom učinkovitošću. Mogla bi se izvesti i geološka istraživanja koja bi otkrila puno više o Mjesecu i formiranju sustava Zemlja-Mjesec.
Obilje resursa na Mjesecu, poput helija-3 i raznih plemenitih i rijetko metalnih metala, također bi moglo omogućiti izvozno gospodarstvo. Tome bi pomoglo i činjenica da Mjesec ima znatno manju brzinu bijega od Zemlje - 2,38 km / s (1,5
Ali naravno, nijedan lunarni ekonomija ne bi bio potpun bez lunarnog turizma. Kolonija na površini i infrastruktura u orbiti učinili bi redovite posjete Mjesecu isplativim i čak isplativim. Nije teško zamisliti da bi to moglo dovesti do uspostavljanja svih vrsta slobodnih aktivnosti - od odmarališta i kockarnica do muzeja i ekspedicija širom svijeta.
S pravom vrstom obveze u pogledu resursa, novca i rada - da i ne spominjem neke ozbiljno avanturističke duše! - moglo bi postojati nešto kao što su Selenci jednog dana (ili kako ih je Heinlein zvao, "Loonies").
Ovdje smo pisali mnoge članke o lunarnoj kolonizaciji u časopisu Space Magazine. Evo plana Paul Spudis za održivu i povoljnu lunarnu bazu, zašto prvo kolonizirati mjesec? Stabilna lava cijev mogla bi pružiti potencijalno ljudsko stanište na Mjesecu, a ESA planira izgraditi međunarodno selo ... na Mjesecu !.
Za više informacija pogledajte našu četverodijelnu seriju "Izgradnja baze na mjesecu":
- Izgradnja baze Mjeseca: 1. dio - Izazovi i opasnosti
- Izgradnja baze Mjeseca: 2. dio - Pojmovi staništa
- Izgradnja baze Mjeseca: Dio 3 - Strukturni dizajn
- Izgradnja baze Mjeseca: Dio 4 - Infrastruktura i transport
Za uvid u to kakav bi život i rad mogao biti na Mjesecu, pogledajte što je rudarstvo mjeseca ?, a ovo je važno! Studenti smišljaju kako napraviti pivo na Mjesecu.
Astronomy Cast također ima lijepe epizode na tu temu. Evo epizode 115: Mjesec, 3. dio: Povratak na Mjesec.
izvori:
- NASA - Zemljin Mjesec
- NASA - Mjesec do Marsa
- NASA - Što je Artemis?
- Wikipedija - Kolonizacija mjeseca
- ESA - Izgradnja lunarne baze pomoću 3D ispisa
- PSRD - Iskopavanje Mjeseca, Marsa i asteroida
- PSRD - Kozmohemija i istraživanje ljudi
- NASA - Studija sinteze lunarne baze - Vol. Ja i Vol. II
- LPI - Lunarne baze i svemirske aktivnosti 21. stoljeća
- Astronomija - Moon Village: Prvi korak čovječanstva ka lunarnoj koloniji?
