Kalnrūpniecības Mēness augsne un ledus varētu būt atslēga uz cilvēka izdzīvošanu uz Mēness

Ja tu tik tiešām tiktu transportēts uz Mēness, jūs noteikti un ātri nomirtu. Tas ir tāpēc, ka nav atmosfēras, virsmas temperatūra svārstās no grauzdēšanas 130 grādiem pēc Celsija (266 ° F) līdz kaulu atdzesēšanai mīnus 170 ° C (mīnus 274 ° F). Ja gaisa vai šausmīgā karstuma vai aukstuma trūkums jums nenogalina, tad mikrometeorīta bombardēšana vai saules starojums. Visi konti mēness nav viesmīlīga vieta.

Tomēr, ja cilvēki vēlas izpētīt Mēness un, iespējams, dzīvot vienā dienā, mums būs jāiemācās, kā tikt galā ar šiem sarežģītajiem vides apstākļiem. Mums vajadzēs biotopus, gaisu, pārtiku un enerģiju, kā arī degvielu, lai raķetes atgrieztos uz Zemi un, iespējams, citiem galamērķiem. Tas nozīmē, ka mums būs nepieciešami resursi, lai izpildītu šīs prasības. Mēs varam vai nu nogādāt viņus no Zemes - dārgu piedāvājumu -, vai arī mums būs jāizmanto resursi, kas atrodas pašā mēnesī. Un tā ir ideja par „in situ resursu izmantošanu” vai ISRU.

Skatīt arī: Internets ir iemīlējies ar NASA jauno videoklipu

Pamatojoties uz centieniem izmantot Mēness materiālus, ir vēlēšanās izveidot vai nu pagaidu, vai pat pastāvīgas cilvēku apmetnes uz Mēness - un ir daudz priekšrocību. Piemēram, Mēness bāzes vai kolonijas varētu sniegt nenovērtējamu apmācību un sagatavošanos misijām uz tālākiem galamērķiem, tostarp Marsu. Mēness resursu attīstība un izmantošana, visticamāk, novedīs pie daudzām inovatīvām un eksotiskām tehnoloģijām, kas varētu būt noderīgas uz Zemes, kā tas notika Starptautiskajā kosmosa stacijā.

Es kā planētu ģeologs esmu fascinējis, kā kļuva citas pasaules, un kādas mācības mēs varam uzzināt par mūsu pašu planētas veidošanos un evolūciju. Un tāpēc, ka kādu dienu es ceru, ka personīgi apmeklēšu mēness, es esmu īpaši ieinteresēts, kā mēs varam izmantot tur esošos resursus, lai padarītu cilvēka izpēti par Saules sistēmu pēc iespējas ekonomiskāku.

In-situ resursu izmantošana

ISRU izklausās kā zinātniskā fantastika, un pašlaik tā lielā mērā ir. Šī koncepcija ietver materiālu identificēšanu, ieguvi un apstrādi no mēness virsmas un interjera un tā pārveidošanu par kaut ko noderīgu: skābekli elpošanai, elektrību, būvmateriālus un pat raķešu degvielu.

Daudzas valstis ir paudušas vēlmi atgriezties mēness. NASA ir daudz plānu to darīt, Ķīna janvārī izbrauca uz Mēness tālu pusē, un tagad tur ir aktīvs braucējs, un daudzām citām valstīm ir redzamas mēness misijas. Nepieciešamība izmantot mēness jau esošos materiālus kļūst arvien neatliekamāka.

Mēness dzīves prognozēšana ir inženiertehniskā un eksperimentālā darba vadīšana, lai noteiktu, kā efektīvi izmantot Mēness materiālus, lai atbalstītu cilvēku izpēti. Piemēram, Eiropas Kosmosa aģentūra plāno izkraut kosmosa kuģi Mēness dienvidu polā 2022. gadā, lai urbtu zem virsmas, meklējot ūdens ledus un citas ķimikālijas. Šis kuģis būs aprīkots ar pētniecības instrumentu, kas paredzēts ūdens iegūšanai no Mēness augsnes vai regolīta.

Ir bijušas diskusijas par to, ka beidzot kalnrūpniecība un kuģošana atpakaļ uz Zemi ir hēlijs-3, kas bloķēts Mēness regolītā. Hēlija-3 (ne-radioaktīva hēlija izotopu) var izmantot kā kurināmo kodolsintēzes reaktoriem, lai ražotu milzīgu enerģijas daudzumu ar ļoti zemām ekoloģiskajām izmaksām - lai gan kodolsintēze kā enerģijas avots vēl nav pierādīta, un ekstrahējamais daudzums hēlijs-3 nav zināms. Neskatoties uz to, pat tad, ja vēl joprojām nav redzamas Mēness ISRU patiesās izmaksas un ieguvumi, ir maz iemesla domāt, ka ievērojama pašreizējā interese par mēness ieguvi netiks turpināta.

Ir vērts atzīmēt, ka mēness nevar būt īpaši piemērots galamērķis citu vērtīgu metālu, piemēram, zelta, platīna vai retzemju elementu, ieguvei. Tas ir saistīts ar diferenciācijas procesu, kurā relatīvi smago materiālu izlietne un vieglāki materiāli pieaug, kad planētu ķermenis ir daļēji vai gandrīz pilnībā izkusis.

Būtībā tas notiek, ja krata mēģeni, kas piepildīta ar smiltīm un ūdeni. Vispirms viss ir sajaukts, bet pēc tam smiltis galu galā atdalās no šķidruma un izplūst caurules apakšā. Un tāpat kā Zeme, lielākā daļa mēness krājumu smagajiem un vērtīgajiem metāliem, iespējams, ir dziļi apvalkā vai pat kodolā, kur tiem nav iespējams piekļūt. Patiešām, tāpēc, ka nelielas struktūras, piemēram, asteroīdi, parasti netiek pakļautas diferenciācijai, ka tās ir tik daudzsološi mērķi minerālu izpētei un ieguvei.

Mēness veidošanās

Patiešām, mēness ir īpaša vieta planētas zinātnē, jo tā ir vienīgā cita ķermeņa saules sistēma, kurā cilvēki ir nostājuši pēdas. NASA Apollo programma sešdesmitajos un septiņdesmitajos gados pavisam kopā devās 12 astronauti, piepeši un paceļoties uz virsmas. Akmens paraugi, kurus viņi atnesa atpakaļ, un eksperimenti, kurus viņi atstāja, ir ļāvuši labāk izprast ne tikai mūsu mēness, bet arī to, kā planētas kopumā veido, nekā jebkad būtu bijis iespējams citādi.

No šīm misijām un citiem nākamajām desmitgadēm zinātnieki ir daudz iemācījušies par Mēness. Tā vietā, lai augtu no putekļu un ledus mākoņa, kā to darīja Saules sistēmas planētas, mēs esam atklājuši, ka mūsu tuvākais kaimiņš, iespējams, ir milzīgas ietekmes rezultāts starp proto Zemi un Marsa lieluma objektu. Šī sadursme izlaida milzīgu daudzumu gruvešu, no kurām dažas vēlāk saplūda mēness. Analizējot mēness paraugus, uzlabotas datormodelēšanas un salīdzinājumus ar citām saules sistēmas planētām, mēs daudzu citu jautājumu vidū esam iemācījušies, ka milzīga ietekme var būt noteikums, nevis izņēmums, šīs un citu planētu sistēmu sākumā..

Zinātnisko pētījumu veikšana par Mēness radītu dramatisku pieaugumu mūsu izpratnē par to, kā mūsu dabiskais satelīts kļuva, un kādi procesi darbojas uz virsmas un tā iekšpusē, lai tas izskatītos tā, kā tas notiek.

Nākamajās desmitgadēs ir solījums par jaunu Mēness izpētes laikmetu, kurā cilvēki ilgstoši dzīvo, ļaujot iegūt un izmantot Mēness dabas resursus. Ar stabilu, apņēmīgu piepūli, mēness var kļūt ne tikai par nākotnes pētnieku mājām, bet arī perfektu atspēriena punktu, no kura ņemt mūsu nākamo milzu lēcienu.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Paul K. Byrne The Conversation. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.