Mereka menunjukkan kebolehlaksanaan praktikal penerbangan ke Bulan (sementara menjadi projek yang sangat mahal), pada masa yang sama mereka menyejukkan semangat untuk mencipta koloni bulan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa analisis sampel habuk yang dihantar oleh angkasawan menunjukkan kandungan unsur cahaya yang sangat rendah [ ], perlu untuk mengekalkan sokongan hidup.
Walaupun begitu, dengan perkembangan angkasawan dan pengurangan kos penerbangan angkasa lepas, Bulan nampaknya menjadi objek utama untuk menubuhkan pangkalan. Bagi saintis, pangkalan bulan adalah tempat yang unik untuk menjalankan penyelidikan saintifik dalam bidang sains planet, astronomi, kosmologi, biologi angkasa dan disiplin lain. Mempelajari kerak bulan boleh memberikan jawapan kepada soalan paling penting tentang pembentukan dan evolusi selanjutnya Sistem Suria, sistem Bumi-Bulan, dan kemunculan kehidupan. Ketiadaan atmosfera dan graviti yang lebih rendah memungkinkan untuk membina balai cerap di permukaan bulan, dilengkapi dengan teleskop optik dan radio, yang mampu mendapatkan imej yang lebih terperinci dan jelas tentang kawasan yang jauh di Alam Semesta daripada yang mungkin di Bumi, dan mengekalkan dan menaik taraf teleskop sedemikian adalah lebih mudah daripada balai cerap orbit.
Bulan juga mempunyai pelbagai mineral, termasuk logam yang berharga untuk industri - besi, aluminium, titanium; Di samping itu, dalam lapisan permukaan tanah lunar, regolith, isotop helium-3, jarang berlaku di Bumi, telah terkumpul, yang boleh digunakan sebagai bahan api untuk reaktor termonuklear yang menjanjikan. Pada masa ini, kaedah sedang dibangunkan untuk pengeluaran industri logam, oksigen dan helium-3 daripada regolit; Endapan air ais telah ditemui.
Vakum dalam dan ketersediaan tenaga suria yang murah membuka ufuk baharu untuk elektronik, metalurgi, kerja logam dan sains bahan. Malah, keadaan untuk pemprosesan logam dan penciptaan peranti mikroelektronik di Bumi adalah kurang baik kerana sejumlah besar oksigen bebas di atmosfera, yang merosot kualiti tuangan dan kimpalan, menjadikannya mustahil untuk mendapatkan aloi ultra-tulen dan substrat litar mikro dalam jumlah yang besar. Turut menarik ialah pelancaran industri berbahaya dan berbahaya kepada Bulan.
Bulan, berkat landskap dan eksotismenya yang mengagumkan, juga kelihatan seperti objek yang sangat mungkin untuk pelancongan angkasa lepas, yang boleh menarik sejumlah besar dana untuk pembangunannya, membantu mempopularkan perjalanan angkasa lepas dan menyediakan kemasukan orang ramai untuk meneroka permukaan bulan . Pelancongan angkasa akan memerlukan penyelesaian infrastruktur tertentu. Pembangunan infrastruktur, seterusnya, akan memudahkan penembusan manusia yang lebih besar ke Bulan.
Terdapat rancangan untuk menggunakan pangkalan bulan untuk tujuan ketenteraan untuk mengawal angkasa dekat Bumi dan memastikan penguasaan di angkasa.
Helium-3 dalam rancangan untuk penerokaan bulan
Penciptaan stesen bukan sahaja soal sains dan prestij negeri, tetapi juga manfaat komersial. Helium-3 ialah isotop yang jarang ditemui, berharga kira-kira AS$1,200 seliter gas, diperlukan dalam tenaga nuklear untuk memulakan tindak balas pelakuran. Di Bulan, kuantitinya dianggarkan beribu-ribu tan (anggaran minimum - 500 ribu tan). Ketumpatan cecair helium-3 pada takat didih dan tekanan normal ialah 59 g/l, dan dalam bentuk gas ia adalah kira-kira 1000 kali kurang, oleh itu, 1 kilogram berharga lebih daripada 20 juta dolar, dan semua helium berharga lebih daripada 10 kuadrilion dolar (kira-kira 500 KDNK AS semasa).
Apabila menggunakan helium-3, tiada sisa radioaktif yang berumur panjang, dan oleh itu masalah pelupusan mereka, yang sangat akut apabila mengendalikan reaktor pembelahan nuklear berat, hilang dengan sendirinya.
Walau bagaimanapun, terdapat juga kritikan serius terhadap rancangan ini. Hakikatnya ialah untuk menyalakan tindak balas termonuklear deuterium + helium-3, adalah perlu untuk memanaskan isotop pada suhu satu bilion darjah dan menyelesaikan masalah mengurung plasma yang dipanaskan pada suhu sedemikian. Tahap teknologi semasa memungkinkan untuk mengandungi plasma yang dipanaskan kepada hanya beberapa ratus juta darjah dalam reaksi deuterium + tritium, manakala hampir semua tenaga yang diperoleh semasa tindak balas termonuklear dibelanjakan untuk mengurung plasma (lihat ITER). Oleh itu, reaktor helium-3 dianggap oleh ramai saintis terkemuka, contohnya, ahli akademik Roald Sagdeev, yang mengkritik rancangan Sevastyanov, sebagai masalah masa depan yang jauh. Lebih realistik dari sudut pandangan mereka ialah pembangunan oksigen di Bulan, metalurgi, penciptaan dan pelancaran kapal angkasa, termasuk satelit, stesen antara planet dan kapal angkasa berawak.
air
Loji kuasa bulan
Teknologi utama mempunyai tahap kesediaan teknologi 7/10, menurut NASA. Kemungkinan untuk menghasilkan isipadu elektrik yang besar bersamaan dengan 1 W sedang dipertimbangkan. Pada masa yang sama kos kompleks lunar dianggarkan kira-kira AS$200 trilion. Pada masa yang sama kos pengeluaran jumlah setanding elektrik dari stesen suria berasaskan darat - 8000 trilion dolar AS, reaktor termonuklear berasaskan tanah - 3300 trilion dolar AS, stesen arang batu berasaskan tanah - 1500 trilion dolar AS.
Langkah-langkah praktikal
Pangkalan bulan dalam "Perlumbaan Bulan" pertama
| Imej luaran | |
|---|---|
| Projek asas bulan | |
| Lakaran proses pembinaan pangkalan bulan mengikut projek yang dibangunkan oleh jurutera General Electric | |
Di Amerika Syarikat, reka bentuk awal untuk pangkalan tentera bulan Lunex Project dan Project Horizon sedang dibangunkan, dan terdapat juga cadangan teknikal untuk pangkalan lunar Wernher von Braun.
Pada separuh pertama tahun 1970-an. bawah tangan Ahli akademik V.P. Barmin, Moscow dan saintis Leningrad membangunkan projek untuk pangkalan bulan jangka panjang, di mana, khususnya, mereka mengkaji kemungkinan menambat struktur yang didiami dengan letupan terarah untuk perlindungan daripada sinaran kosmik (ciptaan A.I. Melua menggunakan Alfred Nobel teknologi). Dengan lebih terperinci, termasuk model kenderaan ekspedisi dan modul berawak, projek untuk pangkalan lunar USSR "Zvezda" telah dibangunkan, yang akan dilaksanakan pada 1970-an-1980-an. sebagai pembangunan program lunar Soviet, yang telah disekat selepas USSR kalah dalam "perlumbaan bulan" dengan AS.
Oasis Bulan
Pada Oktober 1989, di Kongres Persekutuan Aeronautik Antarabangsa ke-40, kakitangan NASA Michael Duke, ketua Bahagian Sains Sistem Suria di Pusat Angkasa Johnson di Houston, dan John Niehoff dari Science Applications International Corporation (SAIC) membentangkan projek bulan stesen Lunar Oasis. Sehingga kini, projek ini dianggap sangat maju dan menarik dari segi beberapa penyelesaian asas, sama ada asli dan realistik. Projek Oasis Lunar selama sepuluh tahun melibatkan tiga peringkat, dengan sejumlah 30 penerbangan, separuh daripadanya dikendalikan (14 tan kargo setiap satu); pelancaran tanpa pemandu dianggarkan sebanyak 20 tan kargo setiap satu.
Penulis menyebut kos projek itu sama dengan empat program Apollo, iaitu kira-kira $550 bilion pada harga 2011. Memandangkan masa pelaksanaan program itu sepatutnya sangat penting (10 tahun), kos tahunan untuknya adalah kira-kira $50 bilion Sebagai perbandingan, kita boleh menunjukkan bahawa pada tahun 2011 kos mengekalkan tentera Amerika di Afghanistan mencecah $6.7. bilion sebulan, atau $80 bilion setahun.
Pangkalan bulan dalam "Perlumbaan Bulan" abad ke-21
Menjelang 2050, ia dirancang untuk membina pangkalan yang boleh dihuni dan kawasan perlombongan.
projek Eropah
Masalah
Kehadiran jangka panjang manusia di Bulan memerlukan penyelesaian beberapa masalah. Oleh itu, atmosfera dan medan magnet Bumi mengekalkan sebahagian besar sinaran suria. Banyak mikrometeorit juga terbakar di atmosfera. Di Bulan, tanpa menyelesaikan masalah sinaran dan meteorit, adalah mustahil untuk mewujudkan keadaan untuk penjajahan biasa. Semasa nyalaan suria, aliran proton dan zarah lain dicipta yang boleh menimbulkan ancaman kepada angkasawan. Walau bagaimanapun, zarah ini tidak begitu menembusi, dan perlindungan terhadapnya adalah masalah yang boleh diselesaikan. Di samping itu, zarah ini mempunyai kelajuan rendah, yang bermaksud mereka mempunyai masa untuk bersembunyi di tempat perlindungan anti-radiasi. Masalah yang lebih besar ditimbulkan oleh sinaran X-ray yang keras. Pengiraan telah menunjukkan bahawa selepas 100 jam di permukaan Bulan, terdapat kemungkinan 10% bahawa seorang angkasawan akan menerima dos yang berbahaya kepada kesihatan ( 0.1 Kelabu). Sekiranya berlaku suar suria, dos berbahaya boleh diterima dalam masa beberapa minit.
Debu bulan menimbulkan masalah yang berasingan. Debu bulan terdiri daripada zarah-zarah tajam (kerana tiada kesan menghaluskan hakisan), dan juga mempunyai cas elektrostatik. Akibatnya, habuk bulan menembusi di mana-mana dan, mempunyai kesan kasar, mengurangkan hayat mekanisme (dan jika ia masuk ke dalam paru-paru, ia menjadi ancaman maut kepada kesihatan manusia dan boleh menyebabkan kanser paru-paru).
Pengkomersilan juga tidak jelas. Tidak perlu lagi kuantiti helium-3 yang banyak. Sains masih belum dapat mencapai kawalan ke atas tindak balas termonuklear. Projek yang paling menjanjikan dalam hal ini pada masa ini (akhir 2018) ialah reaktor percubaan antarabangsa berskala besar ITER, yang dijangka siap menjelang 2025. Ini akan diikuti oleh kira-kira 20 tahun percubaan. Penggunaan industri gabungan termonuklear dijangka tidak lebih awal daripada 2050, menurut ramalan yang paling optimistik. Dalam hal ini, sehingga masa ini, pengekstrakan helium-3 tidak akan menjadi kepentingan industri. Pelancongan angkasa lepas juga tidak boleh dipanggil sebagai penggerak untuk penerokaan Bulan, kerana pelaburan yang diperlukan pada peringkat ini tidak dapat diperoleh semula dalam masa yang munasabah melalui pelancongan, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman pelancongan angkasa di ISS, pendapatan daripadanya tidak menampung walaupun sebahagian kecil daripada kos penyelenggaraan stesen. [ ]
Keadaan ini membawa kepada cadangan dibuat (lihat Robert Zubrin "A Case for Marikh") bahawa penerokaan angkasa lepas harus bermula serta-merta dengan Marikh.
Filemografi
Lihat juga
Nota
- Arthur Clarke. Lempar ke Bulan
- Lysenko M.P., Catterfeld G.N., Melua A.I. Mengenai zonaliti tanah di Bulan // Izv. Semua.Geogr. Tentang-va. - 1981. - T. 113. - ms 438-441.
- Ahli akademik B. E. Chertok "Kosmonautik pada abad ke-21" (tidak ditentukan) (pautan tidak tersedia). Diperoleh pada 22 Februari 2009. Diarkibkan pada 25 Februari 2009.
- Kutub bulan boleh menjadi pemerhati: saintis (tidak ditentukan) . RIA Novosti (1 Februari 2012). Diperoleh pada 2 Februari 2012. Diarkibkan pada 31 Mei 2012.
- Menjelang 2015, Rusia akan mewujudkan stesen di Bulan, Kommersant.ru, 25/01/2006.
- Christina Reed (Dunia Penemuan). Kejatuhan Krisis Helium-3 (tidak ditentukan) (19 Februari 2011). Diarkibkan daripada yang asal pada 9 Februari 2012.
- Berita 3D. Penjajahan Sistem Suria dibatalkan (tidak ditentukan) (4 Mac 2007). Dicapai pada 26 Mei 2007.
- Dibawa oleh angin suria (tidak ditentukan) . Pakar (19 November 2007). Diarkibkan daripada yang asal pada 9 Februari 2012.
- Mekanik popular. Sensasi bulan. (tidak ditentukan) . PopMech (25 September 2009).
Penjajahan angkasa ialah konsep penempatan manusia, pemanusiaan ruang, dan penempatan manusia kekal di luar Bumi. Pada masa ini, penjajahan angkasa lepas adalah satu-satunya idea yang menyatukan di dunia, walaupun terdapat keutamaan dan program lain dengan sejarah selama dua ribu tahun, seperti Sukan Olimpik.
Lazimnya, penjajahan angkasa lepas dilihat sebagai matlamat jangka panjang mana-mana program angkasa lepas negara.
Koloni pertama mungkin muncul di Bulan, kemudian di Marikh, kemudian di seluruh ruang Sistem Suria, kemudian di Kuiper Belt dan di Oort Cloud. Yang terakhir ini terletak di luar orbit Uranus dan mempunyai trilion komet dan asteroid. Ia mungkin mengandungi semua bahan yang diperlukan untuk menyokong kehidupan (air ais, sebatian organik dan bahan untuk pembinaan stesen angkasa) dan sejumlah besar helium-3, yang dianggap sebagai bahan api yang menjanjikan untuk tindak balas termonuklear terkawal. Terdapat andaian bahawa dengan menetap di awan komet seperti itu, manusia akan dapat mencapai sistem bintang lain tanpa bantuan kapal angkasa sublight.
Di bawah adalah jadual anggaran jangka masa untuk penjajahan angkasa lepas lebih 100 tahun.
Jadual Rancangan untuk penjajahan angkasa lepas selama 100 tahun
| tahun | Negara, projek | TENTANGciri |
| 2011 | China. Pelancaran kapal angkasa Inho 1 ke Marikh. Rusia. Pelancaran Phobos-Grunt ke Marikh. | China memulakan pembinaan pelabuhan angkasa keempat dan sedang membangunkan kenderaan pelancar berat dengan kerjasama Ukraine. Rusia secara bebas meneruskan pembinaan kosmodrom Vostochny kedua dan pembangunan kenderaan pelancar Rus-M. |
| 2011-2012 | USA. Pelancaran siasatan Juno ke Musytari | Sebuah syarikat swasta AS sedang membangunkan "Falcon Heavy" (~53 tan muatan) dengan kerjasama Ukraine dan Rusia. |
| 2013-2014 | China. Pelancaran modul Chang"e 3, yang sepatutnya menyampaikan rover lunar China yang pertama. India - Rusia. Misi Chandrayaan-2, kenderaan pelancar jenis GSLV India, akan menghantar modul orbit ke Bulan, dan peringkat pendaratan Rusia yang dibangunkan oleh Lavochkin NPO dengan rover lunar kecil India akan turun ke permukaan bulan. | Tapak pendaratan Chang'e 3 yang dimaksudkan ialah Rainbow Bay. |
| 2014-2015 | Pertandingan Google Lunar X-Prize. Penerbangan modul ruang persendirian ke Bulan dan penghantaran rover bulan. | Sebelum ini, pertandingan itu dijangka berlangsung pada Disember 2012. Kini ditangguhkan ke penghujung 2015. 27 kumpulan dari negara berbeza menyertai pertandingan tersebut. Berat modul lunar adalah dari 5 hingga 100 kg. Kos projek berkisar antara 10 hingga 100 juta dolar. Pelancaran modul lunar dijalankan oleh agensi angkasa negara, contohnya, kenderaan pelancar Dnepr atau Zenit. |
| 2015-2016 | Ukraine-Rusia. USA. | Avatar ialah robot seperti manusia yang akan dikawal dari Bumi menggunakan sut telepresence berteknologi tinggi. Saman yang sama boleh "dipakai" oleh beberapa pakar dari bidang sains yang berbeza secara bergilir-gilir. Sebagai contoh, semasa mengkaji ciri-ciri permukaan bulan, ahli geologi boleh mengawal "avatar". Kemudian, jika perlu, ahli fizik boleh memakai saman telepresence. |
| 2016-2018 | China. The Change" 4 kenderaan tanpa pemandu perlu terbang ke Bulan, mengumpul tanah dan menghantarnya ke Bumi. | |
| 2016-2019,
selang aktiviti suria minimum dan bahaya sinaran | Rusia, Amerika Syarikat. Pembangunan skim dua pelancaran dan empat pelancaran untuk penerbangan manusia ke Bulan, memintas tali pinggang sinaran melalui kutub geomagnet Bumi. | Litar dua mula. Kenderaan pelancar Soyuz melancarkan kapal kelas Soyuz. Kemudian peringkat atas DM dilancarkan ke orbit Bumi rendah menggunakan kenderaan pelancar Proton. Petak perkhidmatan dari Soyuz (dengan unit dok pasif) dipasang di atasnya, yang berfungsi untuk kru sebagai petak bertekanan tambahan. Selepas kapal angkasa berlabuh dengan RB, dorongan yang semakin pantas dikeluarkan - dan Soyuz melakukan penerbangan terbang ke Bulan. Empat litar permulaan. Pertama, dua RB "DM" dilancarkan ke orbit rujukan berhampiran Bumi dan ia berlabuh antara satu sama lain. Kemudian, menggunakan kenderaan pelancar Soyuz, kenderaan pelancar Fregat dilancarkan ke orbit Bumi rendah, dan satu lagi pelancaran kenderaan pelancar Soyuz melancarkan kapal angkasa Soyuz. Kompleks bulan sedang dipasang, terdiri daripada dua DM RB, sebuah Fregat RB dan sebuah kapal angkasa Soyuz. Dengan bantuan blok pertama "DM" pecutan ke Bulan dijalankan. "DM" kedua memastikan brek dan peralihan kapal angkasa ke orbit rujukan hampir bulat berhampiran Bulan. "Frigate" diperlukan untuk melancarkan dari orbit rujukan bulan ke Bumi. Kos projek ialah 200-700 juta dolar.
|
| 2018-2019 | Pada 2017, kenderaan pelancaran lama akan digantikan dengan yang baharu: Rusia - "Angara" (kapasiti tampung ~35 tan) dan "Rus M" (kapasiti tampung 53 tan); USA - "Falcon Heavy" (kapasiti membawa ~53 tan). Rusia, Amerika Syarikat, China, EU, India, Brazil, Ukraine | . Meletakkan stesen mengisi minyak dan geganti di Earth-Moon Lagrange Points. Di Lagrange Points (LP) tiada daya lain yang bertindak kecuali daya graviti dari Bumi dan Bulan. Stesen angkasa boleh kekal tidak bergerak berbanding badan-badan ini selama yang dikehendaki. ialah tempat yang sesuai untuk pembinaan stesen angkasa orbit berawak, yang terletak 1) di tengah-tengah antara Bumi dan Bulan, akan membolehkan akses mudah ke Bulan dengan penggunaan bahan api yang minimum, 2) menjadi nod utama dalam aliran kargo antara Bumi dan satelit kita, 3) berfungsi sebagai pangkalan penyelamat sekiranya berlaku kemalangan di laluan Bumi-Bulan dan Bulan-Bumi, 4) mudah untuk meletakkan stesen geganti, yang memerlukan pemancar sepuluh kali kurang berkuasa, 5) di Titik Lagrange di bahagian jauh Bulan, isyarat dihantar dari bahagian yang tidak kelihatan seperti ke Bumi, dan ke stesen orbit, pangkalan bulan. |
| 2020-2022 | Menyelesaikan isu keselamatan sinaran. Penerbangan manusia mengelilingi Bulan, mendarat dan kembali ke Bumi | Persediaan psikofizik seorang penjajah angkasa atau 2. Fenomena dan fenomena psikofizikal negatif di Angkasa
|
| 2020-2025 | Pendaratan manusia di Bulan dan penubuhan pangkalan bulan pertama; meletakkan rumah hijau pertama | Kelebihan penerokaan bulan:
|
| 2025-2030 | Rusia, Amerika Syarikat, China, EU, Ukraine, India, Brazil. Penempatan lunar kekal; rumah hijau sokongan hidup; pembangunan bahan nadir bumi, logam kumpulan platinum, dsb. untuk dihantar ke Bumi | Kesan ekonomi dan faedah. Kepekatan logam kumpulan platinum (ruthenium, rhodium, paladium, osmium, iridium, platinum) adalah 50-1000 kali lebih tinggi daripada di Bumi. Sehubungan itu, kos melombong logam berharga di Bulan adalah ratusan dan beribu kali lebih rendah daripada di Bumi. Kos purata bagi 1 kg logam kumpulan platinum ialah $200 ribu/kg. Kos penghantaran kargo ialah $10-40 ribu / kg. Hasilnya, penghantaran 500 kg logam kumpulan platinum dari Bulan membawa keuntungan ekonomi kira-kira 0.5 bilion dolar. Di samping itu, ia dirancang untuk menghasilkan barangan bernilai tinggi seperti semikonduktor, superkonduktor dan farmaseutikal. Dalam masa terdekat, bahan tambahan untuk penghantaran ke Bumi adalah bahan paling mahal helium-3 ($1.5 juta/kg) dan californium (6.5 juta/g). |
| 2030-2035 | Penghantaran bahan nadir bumi dan logam kumpulan platinum dari Bulan. Pembangunan sumbu termonuklear padat "tanpa neuron" untuk dihantar ke Bumi dan enjin roket (TYARD-GE). | Pelaksanaan koloni pulang modal di Bulan. Asas Republik Lunar sebagai kuasa besar baharu. |
| 2035-2045 | Pembangunan projek untuk penjajahan manusia di Marikh. Penggunaan kapal angkasa dengan TYARD-GE (penerbangan ke Marikh akan mengambil masa 10-30 hari). | Pelancaran satelit geganti untuk menyokong komunikasi radio Mars-Earth. Terdapat rizab air yang besar di Marikh, dan karbon juga ada. Marikh telah melalui proses geologi dan hidrologi yang sama seperti Bumi, dan mungkin mengandungi rizab bijih mineral. Peralatan sedia ada adalah mencukupi untuk mendapatkan sumber yang diperlukan untuk kehidupan (air, oksigen, dll.) dari tanah dan atmosfera Marikh. Kesukaran: Atmosfera Marikh agak nipis (hanya 800 Pa, atau kira-kira 0.8% daripada tekanan Bumi di paras laut), dan iklimnya lebih sejuk. Graviti di Marikh adalah kira-kira satu pertiga daripada graviti di Bumi. Penyelesaian masalah: 1) Kelajuan kosmik kedua - 5 km/s - agak tinggi, walaupun separuh daripada di Bumi, yang meningkatkan kos pergerakan barang antara planet dan menyukarkan koloni untuk pulang modal dengan mengeksport bahan. 2) Faktor psikologi, apabila tempoh penerbangan ke Marikh dan kehidupan selanjutnya orang dalam ruang tertutup dan tidak dibangunkan boleh menjadi halangan serius kepada pembangunan planet ini. |
| 2045-2070 | Pelaksanaan projek penjajahan manusia di Marikh. Penempatan. Laluan pengangkutan Marikh-Bulan. | Demam berlian selama beberapa abad. Pengekstrakan mineral berharga yang besar sepanjang sejarah dalam sistem suria dan pengeluaran berlian sebanyak 1000 atau lebih karat, yang nilainya selepas berabad-abad akan meningkat dan berjumlah berbilion malah beberapa puluh bilion dolar. Perbincangan tentang kemungkinan membentuk terraform Marikh untuk menjadikan semua atau sebahagian permukaan sesuai untuk hidupan. |
| 2070-2080 | Penjajahan Venus. Penggunaan kapal angkasa dengan TYARD-GE (penerbangan akan mengambil masa 7-15 hari). Laluan pengangkutan Venus-Moon. | Bandar terapung. Zuhrah mempunyai persamaan tertentu dengan Bumi, planet ini lebih dekat daripada Marikh, pada ketinggian kira-kira 50 kilometer tekanan dan suhu mempunyai julat daratan biasa (1 bar dan 0-50 darjah Celsius). Oleh itu, ia dirancang untuk mencipta belon untuk kediaman manusia. Ia dirancang untuk mengekstrak nitrogen-15 untuk TYARD-GE. Eksport renium, logam platinum, perak, emas dan uranium ke Bumi mempunyai prospek yang baik. Untuk penjajahan, adalah penting untuk menyelesaikan masalah kandungan air rendah (0.02%) dan oksigen (0.1%) di atmosfera Venus, dan perlindungan daripada asid sulfurik dan karbon dioksida dalam kepekatan tinggi juga diperlukan. |
| 2080-2090 | Penjajahan Mercury. Penggunaan kapal angkasa dengan TYARD-GE (penerbangan akan mengambil masa 7-15 hari). Laluan pengangkutan Mercury-Moon. | Merkuri boleh dijajah menggunakan teknologi dan peralatan yang sama digunakan untuk menjajah Bulan. Koloni sedemikian akan ditemui di kawasan kutub kerana suhu yang sangat tinggi di tempat lain di planet ini. Penemuan air terion baru-baru ini telah mengagumkan saintis. Penemuan ini meningkatkan prospek untuk koloni masa depan. Ia dirancang untuk mengekstrak terutamanya helium-3, litium-6, litium-7, boron-11 dan californium, juga logam berharga. Untuk penjajahan, adalah penting untuk menyelesaikan masalah suhu tinggi dan perlindungan daripada suar suria semasa komunikasi pengangkutan dengan Bumi. |
| 2090-2110 | Penjajahan Musytari dan satelit. Penerbangan di atas kapal dengan TYARD-GE yang dimodenkan akan mengambil masa 150-250 hari. | Callisto mungkin menjadi bulan Musytari pertama yang dijajah. Ini mungkin disebabkan oleh fakta bahawa Callisto berada di luar julat tali pinggang sinaran berkuasa Musytari. Satelit ini akan menjadi pusat penjajahan selanjutnya di sekitar Musytari, khususnya Europa, Ganymede, Io dan penciptaan bandar terapung di atmosfera Musytari. Oleh kerana hubungan antara Musytari dan aktiviti suria, boleh diandaikan bahawa penyelidikan akan bertujuan untuk mengawal proses aktiviti suria untuk keselamatan komunikasi pengangkutan antara koloni Sistem Suria. Pada Musytari, deuterium dan helium-3 akan dilombong terutamanya dalam jumlah yang besar, yang akan membawa kepada penurunan harga bahan api termonuklear dan pembangunan pesat sistem Suria sehingga Kuiper Belt. |
Penjajahan ruang: pendapat skeptik dan penyokong
Penentang pembangunan koloni kekal di angkasa lepas sering menyebut pelaburan awal yang sangat tinggi dan kekurangan pulangan ke atas pelaburan tersebut.
Malah, kami sangat membesar-besarkan kos ruang atas pelbagai sebab.
Sebab pertama. Pelaburan awal lebih 10 tahun mempunyai pulangan yang tinggi. Ambil ekuiti persendirian dan saham pasaran saham. SpaceX ialah syarikat swasta yang diasaskan oleh pengasas bersama PayPal, Elon Musk pada tahun 2002. 120 juta dolar telah dilaburkan. Pada tahun 2006, syarikat itu menerima kontrak NSPNK atau $100 juta untuk setiap pelancaran roket Falcon-1 dan Falcon-9, atau lebih daripada $1 bilion sehingga 2012. Pada tahun 2008, dia memenangi pertandingan NASA bernilai $278 juta untuk pembangunan kenderaan pelancar Falcon-9. Pada tahun 2008, SpaceX memenangi kontrak CRS bernilai $1.6 bilion untuk 12 misi untuk menghantar angkasawan dan kargo ke ISS Pada tahun 2010, SpaceX menerima kontrak pelancaran ruang komersial terbesar ($492 juta) untuk melancarkan satelit Iridium.
Lebih lapan tahun, saham SpaceX telah berkembang kira-kira tiga puluh kali ganda. Setiap pemilik saham dalam syarikat ini menambah modal mereka sebanyak 30 kali ganda! Jelas sekali, dengan pelancaran Falcon Heavy pada 2015-2017 (kapasiti muatan ~ 53 tan), dengan kos pelancaran kargo ke orbit beberapa kali lebih murah dan kemungkinan menghantar kargo ke Bulan, modal SpaceX akan meningkat berkali-kali ganda. Oleh itu, pelaburan awal selama 10 tahun mempunyai pulangan sepuluh kali ganda lebih besar.
Sebab kedua. Penyelesaiannya adalah milik orang yang tidak cekap dan pembiayaan program angkasa lepas, yang membawa kepada kerugian besar.
MAX adalah kompleks dua peringkat yang terdiri daripada pesawat pengangkut (An-225 Mriya - ia dirancang untuk membangunkan pesawat pengangkut baru An-325), di mana pesawat orbit dipasang. Pembangunan telah dijalankan sejak awal 1980-an di bawah pimpinan G. E. Lozino-Lozinsky di NPO Molniya. Diandaikan bahawa oleh kerana MAX jauh lebih murah daripada roket kerana penggunaan berulang pesawat pengangkut (sehingga 100 kali ganda), kos pelancaran kargo ke orbit Bumi rendah adalah kira-kira $ 1 ribu / kg. Pada masa ini, kira-kira $14 trilion telah dibelanjakan untuk projek itu.
Projek itu ternyata menjadi jalan buntu (ia digantikan dengan projek lain "Baikal" berdasarkan pemecut boleh guna semula peringkat pertama kenderaan pelancar Angara).
Sebagai perbandingan, belanjawan tahunan NASA ialah $18.7 bilion, Roscosmos - $2.9 bilion.
- Sebab ketiga. Kos yang besar untuk menjalankan operasi ketenteraan, manakala kewangan boleh dibelanjakan untuk penerokaan angkasa lepas yang aman. Contoh: Sehingga September 2008, Kongres AS telah memperuntukkan $825 bilion untuk perang dengan Iraq, manakala purata belanjawan tahunan NASA hanya $16 bilion. Dalam erti kata lain, pada tahap pembiayaan NASA, wang yang dibelanjakan untuk perang dengan Iraq akan mencukupi untuk kira-kira
- 51 tahun bekerja dalam penerokaan angkasa lepas. Hanya dalam seminggu konflik ketenteraan di Caucasus pada Ogos 2008 di Ossetia Selatan, rizab emas dan pertukaran asing Rusia "menyusut" sebanyak $16.4 bilion. Pasaran saham Rusia mengalami kerugian yang lebih besar. Sebelum peristiwa di Ossetia Selatan, permodalan pasaran saham Rusia hampir 1.1 trilion. dolar, dan seminggu kemudian ia berada di bawah 1 trilion. dolar Secara umum, ini adalah kerugian 50-100 bilion dolar, iaitu
- Bajet 30-70 tahun Roscosmos. Bajet tentera AS untuk tahun fiskal 2012 ialah $670.6 bilion, di mana $117.6 bilion akan dibelanjakan untuk operasi ketenteraan luar negara di Afghanistan dan Iraq. ini
- Mac-April 2011. Tindakan ketenteraan NATO (AS, UK, Perancis, Kanada, Belgium, Itali) di Libya. Kos harian untuk AS sahaja ialah $4 juta Dalam tempoh beberapa hari pada bulan April, 192 peluru berpandu jelajah Tomahawk ditembak (setiap satu berharga antara $1 juta dan $1.5 juta, dikeluarkan oleh General Dynamics, Pengerusi dan Ketua Pegawai Eksekutif Nicolas Chabraia). Dana yang dibelanjakan adalah mencukupi untuk melaksanakan skim dua pelancaran dan empat pelancaran untuk penerbangan manusia ke Bulan, memintas jalur sinaran melalui kutub geomagnet Bumi, berdasarkan kenderaan pelancar Soyuz dan Proton sedia ada (lihat di atas).
Sastera dan pertanyaan terpakai:
- "Seks luar angkasa membawa komplikasi."
- "Kesan diketahui penerbangan angkasa lepas jangka panjang pada tubuh manusia."
- "Kehidupan Konstantin Eduardovitch Tsiolkovsky".
- "Membina balai cerap astronomi di Bulan?"
- Salisbury, F.B. (1991). "Ladang bulan: mencapai hasil maksimum untuk penerokaan angkasa lepas"/ HortScience: penerbitan American Society for Horticultural Science 26 (7): 827–33.
- Massimino D, Andre M (1999). "Pertumbuhan gandum di bawah sepersepuluh tekanan atmosfera". Adv Space Res 24(3):293–6.
- Terskov, I.A.; Lisovskiĭ, G.M.; Ushakova, S.A.; Parshina, O.V.; Moiseenko, L.P. (Mei 1978). "Kemungkinan menggunakan tumbuhan yang lebih tinggi dalam sistem sokongan hidup di bulan." Kosmicheskaia biologiia dan aviakosmicheskaia meditsina 12 (3): 63–6.
- Pertanian Lunar
- "Bertani di Angkasa". quest.nasa.gov.
- Muatan kapal angkasa / Pelancaran kenderaan "Proton", "Soyuz", "Dnepr", "Atlas".
- Rekod Dunia Guinness untuk Bahan Kimia
- Kosmonautik abad ke-21: enjin termonuklear / Angkasa Saintis Baharu (01/23/2003): Gabungan nuklear boleh menggerakkan kapal angkasa NASA.
- California / en.wikipedia.org/wiki/Californium.
- Landis, Geoffrey A. (2-6 Feb 2003). "Penjajahan Venus". Persidangan tentang Penerokaan Angkasa Lepas Manusia, Teknologi Angkasa & Aplikasi Forum Antarabangsa, Albuquerque NM.
- Syarikat SpaceX / ru.wikipedia.org/wiki/SpaceX
- Falcon Heavy / en.wikipedia.org/wiki/Falcon_Heavy
- MAX / ru.wikipedia.org/wiki/Multipurpose_aviation_space_system
- General Dynamics Corporation / en.wikipedia.org/wiki/General_Dynamics
Daripada pembinaan loji janakuasa dan pengekstrakan sumber bulan kepada pelancongan angkasa lepas dan masalah lebihan penduduk.
Penanda buku
Setengah abad yang lalu nampaknya hari itu tidak lama lagi apabila orang akan terbang ke bulan seolah-olah mereka pergi ke rumah negara mereka. Hari ini anda tidak boleh terbang ke Bulan, walaupun anda benar-benar mahu: tiada roket yang sesuai. Teknologi telah bergerak ke hadapan, tetapi penerokaan angkasa lepas berawak tidak.
Ahli astronomi Rusia Vladimir Surdin pernah menyatakan: 45 tahun berlalu antara penaklukan Kutub Selatan dan penubuhan pangkalan pertama di sana, dan manusia kembali ke Palung Mariana hanya 52 tahun selepas penyelaman pertama.
Ekspedisi terakhir Amerika ke Bulan sebagai sebahagian daripada program Apollo berlaku pada tahun 1972, iaitu, 45 tahun yang lalu. Jika anda percaya analogi yang dibentangkan, mengikut mana kira-kira 50 tahun berlalu antara penemuan titik yang sukar dicapai dan kemungkinan kajian penuhnya, maka kita harus menjangkakan penerbangan baharu ke Bulan dalam masa terdekat.
Lebih-lebih lagi, kali ini manusia mesti bertapak di Bulan dengan lebih teliti, kerana koloni bulan mungkin mempunyai matlamat pragmatik dan komponen komersial. Kerajaan melihat Bulan sebagai sumber sumber, ahli perniagaan sebagai tempat peranginan untuk jutawan, saintis sebagai makmal angkasa, dan romantik sebagai perhentian pertama di laluan penempatan manusia di angkasa.
Siapa yang mengambil bahagian dalam perlumbaan bulan baru?
Model stesen antara planet "Luna-24"
Pada Ogos 1976, kapal angkasa Soviet Luna-24 mendarat di permukaan bulan di kawasan Laut Krisis. Dia menggerudi lubang dua meter, mengekstrak sampel tanah bulan dan menghantarnya ke Bumi. Penerbangan ini ternyata menjadi misi terakhir ke Bulan pada abad ke-20 - pendaratan seterusnya di permukaan satelit Bumi berlaku hanya 37 tahun kemudian, pada tahun 2013.
Ia dilakukan oleh radas Chang'e-3 China, menghantar rover lunar kecil ke sana. Misi itu adalah sebahagian daripada program lunar China yang lebih besar, dengan fasa utama seterusnya dirancang untuk akhir 2017 dan awal 2018. Kali ini, orang Cina merancang untuk membawa sampel tanah mereka sendiri ke Bumi dari bahagian jauh Bulan, di mana tiada kenderaan yang pernah mendarat.
Pendarat China Chang'e-3
Pelancaran stesen lunar India Chandrayaan-2 juga dirancang untuk awal 2018 tugasnya adalah untuk mendarat di Bulan dan melancarkan rover bulan. Baik India mahupun China belum mengumumkan rancangan khusus untuk penerbangan berawak ke Bulan pada masa hadapan. Tetapi Jepun melakukannya, secara rasmi menetapkan sendiri matlamat, dengan kerjasama NASA, untuk menghantar seorang lelaki ke Bulan menjelang 2030.
Agensi Amerika itu sendiri telah meninggalkan rancangan untuk kembali awal ke Bulan pada tahun 2011. Projek keutamaan tertinggi untuk Amerika Syarikat ialah penerbangan berawak ke Marikh. Dalam kes ini, Bulan boleh menjadi sejenis titik transit - stesen boleh diletakkan di orbit di sekelilingnya, dari mana kapal angkasa antara planet akan dilancarkan.
Dengan latar belakang aktiviti global sedemikian, Rusia juga kembali kepada tugas untuk menakluki satelit bumi. Menjelang 2017, program lunar Rusia telah menerima pembiayaan yang besar daripada negara, kemudian kehilangan sebahagiannya akibat krisis dan difokuskan semula pada tarikh kemudian. Rancangan utama program Rusia melibatkan penghantaran stesen automatik ke Bulan dan penghantaran sampel tanah bulan ke Bumi dalam tempoh dari 2019 hingga 2024.
Baik dilupakan lama
Pergi ke Bulan memerlukan tiga komponen utama:
- Roket berat mampu menghantar kargo ke Bulan.
- Kapal angkasa untuk perjalanan antara planet.
- Modul lunar keturunan.
USSR tidak pernah menyelesaikan masalah menghantar seorang lelaki ke Bulan kerana ujian roket berat N-1 yang tidak berjaya. Modul lunar dan kapal angkasa berjaya diuji. Kapal itu dinamakan Soyuz, dan ia masih digunakan untuk menghantar orang ke ISS.
kapal angkasa Soyuz
Soalan biasa ialah: "Mengapa kita tidak boleh membuat semula sesuatu yang telah digunakan untuk terbang ke bulan?" Jawapan: anda boleh, tetapi ia tidak masuk akal. Bayangkan anda perlu membuat kereta. Tidak mungkin anda akan mencari lukisan model lima puluh tahun yang lalu - penciptaannya akan lebih mahal, dan hasilnya akan dipersoalkan. Atas sebab yang sama, pada tahun 2017 tidak ada gunanya mencipta semula roket dan kapal dari tahun 1960-an - teknologi telah bergerak jauh ke hadapan, dan hasil yang lebih baik boleh dicapai hari ini.
Program lunar Rusia yang baru pada mulanya dibina di sekitar projek roket berat Angara-A5. Pembangunan barisan roket Angara menggunakan bahan api mesra alam (berbanding dengan heptil toksik di mana Proton terbang) telah berlaku sejak awal 90-an, dan selama ini Angara-A5 hanya diuji sekali - pada tahun 2014 . Akibatnya, disebabkan kos roket yang tinggi, ia telah memutuskan untuk meninggalkan operasinya.
Pelancaran kenderaan "Angara-A5"
Perhatian jurutera Rusia beralih kepada roket Zenit Soviet, yang Elon Musk, pengasas syarikat angkasa lepas persendirian SpaceX, pernah dipanggil "yang terbaik di dunia, kecuali Falcon." Zenit dicipta sebagai pentas atas untuk roket Energia berat, tetapi kini mereka merancang untuk mengubah suai dan mengubahnya menjadi unit bebas yang dipanggil Phoenix.
Phoenix mempunyai beberapa kelebihan berbanding Angara. Pertama, penciptaannya sepatutnya menelan kos dua hingga tiga kali lebih murah. Kedua, untuk Angara adalah perlu untuk membina pad pelancaran berasingan di kosmodrom, manakala Phoenix boleh dilancarkan dari Baikonur dan dari Sea Launch, platform terapung yang membolehkan pelancaran dari lautan. Ini membolehkan pelancaran tepat dari khatulistiwa, yang memberikan pecutan maksimum roket disebabkan oleh putaran Bumi.
Pada 2016, Sea Launch yang sebelum ini muflis telah diperoleh oleh S7 Airlines, yang pada masa yang sama memesan 12 peluru berpandu jenis Zenit dari kilang Yuzhmash. Pelancaran komersial pertama dari laman web ini dirancang untuk 2017.
Diandaikan bahawa untuk melancarkan penerbangan berawak ke Bulan adalah mungkin untuk menggunakan beberapa Phoenix digabungkan menjadi satu kenderaan pelancaran. SpaceX cuba melaksanakan sesuatu yang serupa dengan roket Falcon Heavy, walaupun ujiannya telah ditangguhkan selama beberapa tahun.
Roscosmos tidak meninggalkan Angara sepenuhnya - menurut data terkini, pad pelancaran masih akan dibina untuknya di kosmodrom Vostochny dengan melihat kepada pelancaran dikendalikan pada masa hadapan.
Pelancaran ke Bulan sepatutnya bermula tidak lama lagi. Modul lunar automatik Rusia yang pertama harus pergi ke destinasinya pada 2019 sebagai sebahagian daripada misi Luna-25 Glob. Dijangka bahawa misi itu akan membolehkan ujian teknologi pendaratan lembut di wilayah Kutub Selatan Bulan, kawasan yang menjanjikan untuk menubuhkan koloni.
Selama bertahun-tahun sekarang, pembangunan kapal angkasa generasi baharu "Persekutuan" telah dijalankan - ia sepatutnya menggantikan kapal angkasa Soyuz dan Progress dan menghantar empat angkasawan Rusia ke Bulan. Pelancaran pertama kapal angkasa tanpa pemandu dijadualkan pada 2021, dan penerbangan pertama untuk 2024.
Pemimpinnya masih AS
NASA juga sedang membangunkan kapal angkasa baru bernama Orion. Ujiannya telah dijalankan pada 2014, dan penerbangan berawak pertama boleh dilakukan pada penghujung 2018 - dan serta-merta ke Bulan.
Penerbangan tanpa pemandu Orion pada asalnya dirancang untuk 2018. Penerbangan ke Bulan sepatutnya menjadi ujian untuk kedua-dua kapal dan roket berat SLS, yang dicipta oleh Amerika dengan mata pada ekspedisi Marikh. Tetapi dengan kemunculan pentadbiran Donald Trump, perbualan bermula kerana peralatan siap sedia akan terbang ke Bulan, mengapa tidak melengkapkannya dengan anak kapal.
Sebaik sahaja perbincangan awam mengenai penerbangan berawak bermula di NASA, SpaceX bersedia untuk menghantar dua pelancong ke Bulan pada 2018 menggunakan kapal angkasa Dragon 2 dan roket Falcon Heavy.
Walau bagaimanapun, Falcon Heavy mahupun SLS belum diuji lagi. Berkemungkinan, kedua-dua roket boleh menjadi "juara" moden dari segi kapasiti muatan, tetapi kenyataan tentang pelancaran berawak pada 2018 masih belum kelihatan realistik.
Planet "ganti".
Elon Musk tidak menyembunyikan bahawa motivasi utamanya untuk menjajah Marikh adalah untuk mencipta "salinan sandaran" manusia. Abad pembangunan tamadun berlaku semasa tempoh yang agak tenang dalam sejarah Bumi - tidak ada perubahan iklim secara tiba-tiba, kejatuhan meteorit besar, ancaman aktiviti gunung berapi dan bencana lain yang berlaku secara teratur dalam sejarah planet ini.
Idea rumah ganti bukanlah perkara baru, dan Tsiolkovsky membincangkannya dengan serius. Tidak ada banyak pilihan - sama ada , atau Bulan.
Dunia sublunary
Permukaan Bulan adalah lebih kurang sama dengan jumlah kawasan tiga negara terbesar di Bumi - Rusia, Kanada dan China. Bulan adalah 81 kali lebih ringan daripada Bumi, dan gravitinya enam kali lebih kecil. Tetapi pada skala kosmik, Bulan dan Bumi adalah jasad dengan susunan yang lebih kurang sama. Kadang-kadang mereka juga dikatakan membentuk sistem planet berganda.
Bulan hanya satu setengah kali lebih kecil daripada Mercury - tidak ada planet lain dalam Sistem Suria yang mempunyai satelit yang setara (sistem serupa terdiri daripada bekas planet Pluto dan satelitnya Charon, tetapi ia berkali ganda lebih ringan daripada Bumi dan Bulan).
Permukaan Bulan tidak sesuai untuk kehidupan terutamanya disebabkan oleh tiga faktor: perubahan suhu daripada –150 ºC kepada +120 ºC, sinaran kosmik dan pengeboman berterusan oleh mikrometeorit. Bumi dilindungi daripada semua ini oleh atmosfera yang tidak ada pada Bulan - helium, hidrogen dan gas lain yang menyejat dari permukaan di bawah pengaruh sinaran suria sangat jarang berlaku.
Di permukaan Bulan terdapat lapisan tebal regolit berdebu, kebanyakannya terdiri daripada campuran kaca dan pasir. Secara teorinya, ia boleh digunakan untuk melindungi daripada sinaran dan meteorit kecil. Seperti di Marikh, masuk akal untuk menutup pangkalan di Bulan dengan lapisan tanah beberapa meter - ini boleh dilakukan, contohnya, menggunakan letupan terkawal, seperti yang dibayangkan dalam projek pangkalan lunar Soviet "Zvezda" .
Disebabkan oleh pendedahan kepada sinaran ultraungu suria, habuk di Bulan dielektrik dan amat berbahaya kepada kesihatan dan elektronik. Tidak seperti zarah debu daratan, yang dilicinkan oleh hakisan, zarah debu bulan mempunyai bentuk yang berduri. Menjelang penghujung hari ketiga ekspedisi lunar Amerika, sarung tangan pakaian angkasa lepas angkasawan telah haus oleh habuk hampir ke lubang.
Adalah mungkin untuk menyingkirkan semua masalah ini di bawah permukaan Bulan, tetapi mencipta pangkalan "sublunar" sedemikian akan memerlukan banyak tenaga. Terdapat juga cadangan yang agak eksotik - contohnya, menggerudi beberapa kilometer terowong ke kedalaman Bulan, mengubahnya menjadi landskap seperti bumi dengan pencahayaan buatan.
Lava basaltik beku Bulan sangat kuat sehingga terowong yang luas tidak memerlukan sebarang kubu, dan ketumpatan batu akan membolehkannya diisi dengan oksigen tanpa rasa takut bahawa ia akan bocor serta-merta. Untuk mewujudkan keadaan yang boleh didiami di dalamnya, perlu mendapatkan air, oksigen dan tenaga.
Telaga bulan
Misi Luna 24 ternyata bukan sahaja yang terakhir pada abad ke-20, tetapi juga sangat berguna - saintis Soviet menemui kandungan air kecil dalam sampel tanah yang dibawanya. Pada awal abad ke-21, penyelidikan orbit Amerika LRO, menggunakan pengesan Rusia, menemui tanah dengan kepekatan air sekurang-kurangnya 3% di zon kutub Bulan. Kos misi hipotetikal dikurangkan serta-merta kerana keupayaan untuk tidak membawa bekalan cecair.
Tetapi mengekstrak air di Bulan tidak akan mudah - pada suhu –150 ºC, air ais menjadi lebih kuat daripada keluli. Terdapat pendapat bahawa pada masa akan datang adalah lebih mudah dan lebih murah untuk mengangkut komet berais yang melintas ke Bulan menggunakan enjin jet kecil.
Loji kuasa sumber luar
Satu-satunya sumber tenaga yang ada di Bulan ialah Matahari. Oleh kerana kekurangan atmosfera, panel solar di Bulan boleh menghasilkan enam hingga lapan kali lebih banyak tenaga daripada di permukaan Bumi. Ketiadaan keadaan cuaca menjadikan pengeluaran stabil dari semasa ke semasa.
Terdapat keseluruhan projek untuk menjadikan Bulan sebagai loji kuasa yang besar. Jika tali pinggang panel solar dibina di sekitar khatulistiwa bulan, ia boleh menjana tenaga sepanjang masa. Menggunakan sinaran gelombang mikro yang diarahkan, ia boleh dihantar ke Bumi.
Pembinaan struktur sedemikian boleh dilakukan oleh robot, dan kebanyakan bahan yang diperlukan untuk ini boleh dilombong di tapak. Walau bagaimanapun, projek sebegini masih tergolong dalam alam fantasi.
Pengekstrakan sumber
tulisPerkembangan teknologi angkasa lepas pasti akan membawa manusia kepada fakta bahawa dalam beberapa dekad konsep "dekat angkasa" akan merangkumi Bulan. Pada mulanya, kapal angkasa dan stesen orbit yang dikendalikan akan bergerak ke orbit geopegun yang lebih tinggi dan ke ruang cislunar. Dan langkah seterusnya akan menjadi permulaan penerokaan Bulan - penciptaan pangkalan kekal yang didiami di permukaannya.
Orbit geostasioner ialah orbit khatulistiwa bulat kira-kira 35,800 km dari permukaan bumi. Tempoh revolusi dalam orbit sedemikian adalah sama dengan hari sidereal (23 jam 56 minit 4 saat purata masa suria). Di bawah keadaan ini, kelajuan sudut satelit berbanding dengan pusat Bumi adalah sama dengan kelajuan sudut putaran Bumi - satelit akan sentiasa berada di atas titik tertentu khatulistiwa bumi.
Walau bagaimanapun, dibenarkan untuk bertanya: mengapa manusia memerlukan Bulan? Apakah faedah yang boleh diperolehi?
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, matlamat baru telah muncul dalam aktiviti ekonomi manusia - kajian dan penggunaan sumber semula jadi luar bumi. Kita berhadapan dengan masalah kekurangan sumber tenaga, mineral, dan bekalan air bersih yang bersih. Kita mesti mencari pengganti untuk apa yang hilang di planet kita. Dan orang secara tidak sengaja mengalihkan pandangan mereka ke Bulan - objek terdekat di angkasa lepas. Kedekatan Bulan dengan Bumi dan kebolehcapaiannya kepada teknologi angkasa lepas membolehkan Bulan melibatkan Bulan dalam lingkaran masalah duniawi.
Apabila kita bercakap tentang kemungkinan menggunakan sumber Bulan, ia bukan sahaja mencari dan mengembangkan mineralnya. Di dunia jiran kita tidak akan menemui deposit bijih yang kaya, lapisan arang batu dan, nampaknya, rizab minyak. Tetapi satelit semula jadi kita mempunyai banyak sumber berpotensi penting lain, dan apabila angkasawan berkembang, orang ramai pasti akan menggunakannya.
Tahap perindustrian masyarakat moden yang tinggi membawa kita lebih dekat kepada bencana alam sekitar global setiap tahun. Tetapi bagaimana Bulan boleh membantu kita jika ia tidak mempunyai suasana mahupun tasik kecil?
Sudah tentu, tiada siapa yang akan mengangkut udara dan air dari Bulan. Tetapi adalah mungkin untuk membawa industri kita dari Bumi ke Bulan, terutamanya pengeluaran radioaktif dan kimia berbahaya kita. Adalah jelas bahawa untuk melaksanakan penstrukturan semula perindustrian yang begitu hebat bagi tamadun duniawi, jalan yang sukar dan kompleks perlu dilalui, dan permulaan laluan ini harus dibuat pada separuh pertama abad ke-21.
Sebelum menubuhkan penempatan di Bulan, anda perlu berfikir: bagaimana untuk menyediakan penduduknya dengan oksigen dan air? Bagaimana untuk mengatur pengekstrakan bahan penting di tapak? Lagipun, anda tidak boleh mengangkut segala-galanya dari Bumi!
Menurut ramalan yang ada, mineral pembentuk batu utama di Bulan ialah piroksen, plagioklas, ilmenit- mengandungi purata 40% oksigen. Jadi mereka harus berfungsi sebagai bahan permulaan untuk menghasilkan oksigen. Teknologi untuk menghasilkan oksigen daripada tanah bulan telah pun dibangunkan di makmal tanah. Amerika Syarikat telah membangunkan projek untuk loji automatik untuk pengeluaran industri oksigen di Bulan. Produktiviti tumbuhan sedemikian adalah sehingga 1000 tan oksigen setahun.
Antara tugas utama, selain mencipta rizab oksigen cecair di Bulan, adalah tugas mendapatkan dan mengumpul air. Adalah diketahui bahawa batu bulan mengalami dehidrasi. Tetapi ada kemungkinan bahawa kerak Bulan mengandungi banyak air dalam bentuk glasier bawah permukaan. Dan ada kemungkinan bahawa apa yang dipanggil kubah lunar yang ditemui dalam beberapa tahun kebelakangan ini adalah tidak lebih daripada hydrolaccolites - puncak deposit ais sublunar. Sementara itu, isu ini akan dijelaskan, adalah perlu untuk mewujudkan pengeluaran air di Bulan dengan cara kimia.
Aliran angin suria (korpuskel suria) dan sinar kosmik galaksi adalah hidrogen tulen dengan campuran helium. Pengiraan menunjukkan bahawa lebih 1 bilion tahun, kira-kira 10 g hidrogen sepatutnya jatuh pada setiap sentimeter persegi permukaan bulan dalam bentuk sinaran korpuskular. Regolit bulan menyerap hidrogen sama seperti span menyerap air. Sepanjang sejarah kewujudan Bulan, jumlah hidrogen sedemikian telah terkumpul di lapisan permukaannya yang setara dengan kandungan air kira-kira 1 liter per meter padu regolit.
Proses teknologi utama untuk menghasilkan hidrogen daripada batu bulan ialah memanaskannya ke suhu tinggi. Hidrogen kemudian dimasukkan ke dalam unit, yang dimuatkan dengan batu yang mengandungi oksigen, seperti ilmenit. Di sini ia memasuki tindak balas kimia dengan oksigen, mengakibatkan pembentukan wap air. Untuk mendapatkan air, wap disejukkan. Berdasarkan eksperimen duniawi, hasil air apabila memproses 45 kg ilmenit ialah 450 g.
Mari kita berikan satu lagi contoh: 20 kg batu bulan (regolith) mengandungi jumlah oksigen yang cukup untuk seseorang bernafas selama 24 jam.
Bahan kimia lain yang diperlukan boleh diekstrak dari tanah bulan. Pendek kata, rizab bahan mentah mineral di Bulan sangat besar sehingga dari masa ke masa tidak perlu menghantarnya dari Bumi. Ini membolehkan kita berharap Bulan dapat diterokai dengan jayanya dan dihuni oleh manusia.
Masalah mengisi Bulan dengan manusia adalah, pertama sekali, masalah membina kediaman bulan sedemikian di mana keadaan duniawi akan dicipta. Mereka mesti mengasingkan orang ramai dari angkasa lepas tanpa udara, mengelakkan turun naik suhu secara tiba-tiba, dan melindungi mereka daripada meteorit dan sinaran berbahaya. Untuk melakukan ini, lebih baik meletakkan ruang hidup di ceruk khas, dan menutupnya dengan lapisan tebal tanah bulan di atas.
Tersembunyi dari persekitaran angkasa yang bermusuhan dengan manusia, rumah bulan akan disambungkan melalui saluran udara ke rumah hijau yang terletak di permukaan Bulan. Rumah hijau juga mesti tertutup rapat dari ruang tanpa udara di sekelilingnya. Ia banyak disinari oleh cahaya matahari, dan tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di dalamnya membersihkan atmosfera tiruan daripada karbon dioksida dan menepukannya dengan oksigen. Lama kelamaan, pengeluaran produk makanannya sendiri akan ditubuhkan di Bulan.
Kita perlu memikirkan sumber tenaga untuk pangkalan bulan. Arah utama pembangunan tenaga lunar seharusnya menggunakan tenaga suria dengan menukarkannya kepada tenaga elektrik. Prototaip pemasangan sedemikian ialah bateri solar, yang digunakan secara meluas pada pelbagai kapal angkasa.
Disebabkan ketiadaan atmosfera di Bulan, setiap unit permukaannya terdapat kira-kira 3 kali lebih banyak sinaran suria (tenaga sinaran) daripada seunit permukaan Bumi. Akibatnya, dari segi penyinaran oleh sinaran suria, permukaan Bulan adalah setara dengan permukaan semua benua bumi. Dan jika mungkin untuk menutup sebahagian daripadanya dengan fotosel semikonduktor dan mencari cara untuk memindahkan tenaga ke Bumi, maka Bulan boleh menjadi, mungkin, loji kuasa yang paling penting bagi kita. Benar, loji kuasa sedemikian mempunyai kelemahan yang ketara: ia menjana tenaga elektrik hanya pada waktu siang.
Tetapi terdapat sumber tenaga lain, kesannya tidak bergantung pada masa hari, contohnya loji tenaga nuklear. Manusia juga bergantung pada tindak balas termonuklear terkawal untuk menyelesaikan masalah tenaga. Satu tindak balas sedemikian ialah gabungan nukleus deuterium (hidrogen berat) dan isotop helium (helium-3). Tindak balas ini berlaku pada kos yang rendah dan dengan ketiadaan sisa radioaktif yang hampir lengkap, yang menghapuskan risiko pencemaran radioaktif terhadap alam sekitar.
Di Bumi, isotop helium sangat jarang berlaku. Tetapi pada Bulan, yang dibawa oleh angin suria, ia diserap ke dalam tanah bulan selama 4 bilion tahun. Hasil analisis makmal tanah bulan menunjukkan bahawa kira-kira 1 juta tan rizab helium-3 telah terkumpul di lapisan permukaan regolit. Jumlah bahan api nuklear ini akan mencukupi untuk berpuluh-puluh ribu tahun, bukan sahaja untuk penempatan bulan, tetapi untuk semua manusia.
Kekayaan Bulan sangat besar! Anda hanya perlu belajar cara mengekstraknya dan menggunakannya secara rasional untuk pembangunan industri dan tenaga bulan. Apabila Bulan menjadi pusat industri manusia, planet biru Bumi kita akan bertukar menjadi oasis kehidupan yang sebenar.
Pada masa asalnya, Bulan beberapa kali lebih dekat dengan Bumi berbanding sekarang, dan berputar lebih cepat di sekeliling paksinya. Daya tarikan graviti Bumi jiran menyebabkan pasang surut kuat pada permukaan cair bola bulan. Di bawah pengaruh mereka, Bulan mengambil bentuk yang agak memanjang, dan apabila ia mengeras, bentuknya kekal memanjang.
Geseran pasang surut secara beransur-ansur memperlahankan kelajuan putaran Bulan. Ini berlaku sehingga tempoh putaran Bulan mengelilingi paksinya menjadi sama dengan tempoh orbitnya mengelilingi Bumi. Dan kini kita hanya boleh melihat satu sisi Bulan.
Oleh kerana jisim Bumi adalah 81 kali ganda jisim Bulan, daya pasang surut yang dikenakan oleh Bumi di Bulan adalah jauh lebih besar daripada daya pasang surut yang dikenakan oleh Bulan di Bumi. Seperti yang diketahui, gelombang pasang surut bulan, setiap kali menghampiri pantai timur benua bumi, mencipta daya geseran pasang surut jisim air terhadap badan pepejal planet kita. Akibatnya, Bumi memperlahankan putarannya, dan tempoh hari secara beransur-ansur meningkat. Jika kadar peningkatan dalam tempoh hari dikekalkan sebanyak 1.5 saat setiap 100 ribu tahun, sudah dalam tempoh geologi semasa (dalam 10 juta tahun) akan ada satu hari kurang dalam tahun duniawi.
Interaksi pasang surut dalam sistem Bumi-Bulan juga membawa kepada fakta bahawa satelit kita bergerak semakin jauh dari Bumi. Pengiraan telah menunjukkan bahawa ini akan berlaku sehingga tempoh bulan lunar dan hari duniawi adalah sama dan mencapai kira-kira 50-55 hari ini. Bulan kemudiannya akan berada satu setengah kali lebih jauh dari Bumi daripada sekarang, iaitu kira-kira pada jarak 600 ribu km.
Evolusi pasang surut sistem Bumi-Bulan juga berlaku di bawah pengaruh graviti Matahari, tetapi lebih perlahan. Oleh itu, akibat pengaruh pasang surut bintang pusat, tempoh putaran Bumi kita harus meningkat sehingga ia menjadi sama dengan tempoh putaran tahunan Bumi. Planet Mercury mungkin mendapati dirinya dalam kedudukan ini.
Pemanjangan hari Bumi secara beransur-ansur akibat pasang surut suria akan mengganggu keseimbangan relatif yang telah ditetapkan dalam sistem Bumi-Bulan. Bulan akan mula menghampiri Bumi. Pengiraan menunjukkan bahawa selepas berbilion-bilion tahun penumpuan ini akan berakhir dengan bencana.
Anda mungkin berfikir bahawa Bulan akan jatuh ke Bumi, tetapi nampaknya ia tidak akan berlaku. Ringkasnya, apabila Bulan menghampiri Bumi pada jarak yang dilarang - ia mencapai apa yang dipanggil had Roche, lebih dekat daripada yang tidak dapat mengekalkan bentuk yang stabil, satelit semulajadi kita akan dipecahkan oleh kuasa pasang surut bumi yang kuat. Dari banyak serpihan bulan di sekeliling Bumi, cincin yang serupa dengan cincin Zuhal akan muncul. Pecah bulan akan berlaku kira-kira apabila jarak antara pusat dua badan angkasa (Bumi dan Bulan) dikurangkan kepada 18 ribu km.
Membina semula laluan evolusi Bulan memberi penerangan tentang beberapa isu kontroversi pada masa lalu dan memberikan gambaran tentang masa depan Bumi.
Tempat-tempat paling sejuk di Bumi berada di tempat yang hampir sama dengan suhu malam lunar - dan mewujudkan pangkalan yang akan dapat melindungi peneroka daripada suhu sedemikian adalah sangat sukar. Selama beberapa dekad, pemikiran untuk menjajah Bulan telah menggembirakan saintis dan berwawasan. Pelbagai konsep koloni bulan muncul di kaca televisyen dan monitor.
Mungkin koloni bulan akan menjadi langkah logik seterusnya untuk manusia. Ini adalah jiran terdekat kami di dalam bintang, yang terletak kira-kira 383,000 kilometer dari kami, yang menjadikannya lebih mudah untuk menyokong sumber. Di samping itu, Bulan mempunyai banyak helium-3, bahan api yang sesuai untuk reaktor pelakuran, yang jumlahnya sangat sedikit di Bumi.
Laluan untuk koloni bulan kekal secara teori telah dilakarkan oleh pelbagai program angkasa lepas. China telah menyatakan minat untuk meletakkan pangkalan di bahagian jauh Bulan. Pada Oktober 2015, diketahui bahawa Agensi Angkasa Eropah dan Roscosmos sedang merancang satu siri misi ke Bulan untuk menilai kemungkinan penempatan tetap.
Walau bagaimanapun, satelit kita mempunyai beberapa masalah. Ia membuat satu revolusi dalam 28 hari Bumi, dan malam lunar berlangsung selama 354 jam - lebih daripada 14 hari Bumi. Kitaran malam yang panjang bermakna penurunan suhu yang ketara. Suhu di khatulistiwa berjulat dari 116 darjah Celsius pada waktu siang hingga -173 darjah pada waktu malam.
Malam lunar akan menjadi lebih pendek jika anda meletakkan pangkalan anda di Kutub Utara atau Selatan. "Terdapat banyak sebab untuk membina pangkalan sedemikian di kutub, tetapi terdapat faktor lain yang perlu dipertimbangkan selain jam cahaya matahari," kata Edmond Trollope, jurutera operasi angkasa di Telespazio VEGA Deutschland. Sama seperti di Bumi, kutub boleh menjadi sangat sejuk.
Di kutub bulan, Matahari akan bergerak di sepanjang ufuk dan bukannya melintasi langit, jadi panel sisi (dalam bentuk dinding) perlu dibina, yang akan merumitkan pembinaan. Pangkalan rata yang besar di khatulistiwa akan mengumpul banyak haba, tetapi untuk mendapatkan haba di kutub anda perlu membina ke atas, yang tidak mudah. "Jika lokasi dipilih dengan bijak, perbezaan suhu boleh dikawal dengan mudah," kata Volker Maiwald, seorang saintis di Pusat Aeroangkasa Jerman DLR.
Perubahan suhu yang luas semasa kitaran siang dan malam bermakna asas bulan perlu disediakan bukan sahaja dengan penebat yang mencukupi daripada sejuk beku dan haba yang membakar, tetapi juga untuk mengatasi tekanan terma dan pengembangan haba.
Perlindungan haba
Misi robotik pertama ke Bulan, seperti misi Soviet, telah direka untuk berlangsung satu hari lunar (dua minggu Bumi). Pendarat misi Juruukur NASA boleh menyambung semula operasi pada hari lunar berikutnya. Tetapi kerosakan pada komponen pada waktu malam sering menghalang data saintifik daripada diperoleh.
Lunokhods program angkasa lepas Soviet dengan nama yang sama, yang dijalankan pada akhir 60-an dan 70-an, termasuk elemen pemanasan radioaktif dengan sistem pengudaraan yang canggih, yang membolehkan kenderaan itu bertahan sehingga 11 bulan. Rover berhibernasi pada waktu malam dan dilancarkan bersama matahari apabila tenaga suria tersedia.
Satu pilihan untuk mengelakkan turun naik haba yang tinggi- mengebumikan bangunan dalam regolith bulan. Bahan serbuk ini, yang meliputi permukaan Bulan, mempunyai kekonduksian terma yang rendah dan rintangan yang tinggi terhadap sinaran suria. Ini bermakna ia mempunyai kualiti penebat haba yang kuat, dan lebih dalam koloni, lebih tinggi perlindungan haba. Selain itu, memandangkan tapak akan menjadi panas, dan haba tidak dipindahkan dengan baik di Bulan kerana kekurangan atmosfera, ini akan mengurangkan tekanan haba selanjutnya.
Walau bagaimanapun, walaupun idea "menguburkan" tanah jajahan berjaya pada dasarnya, dalam praktiknya ia akan menjadi tugas yang sangat sukar. "Saya belum melihat projek yang boleh mengendalikan ini," kata Walker. "Adalah diandaikan bahawa ini akan menjadi mesin pembinaan robotik yang boleh dikawal dari jauh."
Benamkan atau penutup?
Kaedah lain di mana hasil yang diinginkan boleh dicapai terletak pada bumi itu sendiri. Penembus yang mampu menembusi permukaan semasa hentaman telah dicadangkan (tetapi pada skala yang lebih kecil) untuk beberapa misi bulan, seperti Japanese Lunar-A dan British MoonLite (projek itu kini telah ditangguhkan, walaupun idea tentang pendaratan menembusi sangat meyakinkan bahawa ESA memutuskan untuk menggunakannya untuk mekanisme penghantaran sampel yang cepat untuk analisis dari permukaan dan bawah permukaan planet atau bulan). Kelebihan konsep ini ialah tapak terkubur pada hentaman dan oleh itu akan tertakluk kepada keadaan terma yang agak sederhana sebelum dilindungi.
Walau bagaimanapun, bekalan tenaga akan kekal sebagai cabaran, kerana projek penembusan biasa hanya menawarkan pilihan tenaga solar yang sangat terhad. Terdapat juga cabaran beban pecutan perlanggaran yang tinggi dan ketepatan tinggi yang diperlukan untuk panduan. "Kuasa hentaman yang diperlukan untuk mengebumikan struktur akan menjadi sangat sukar untuk diselaraskan dengan fungsi pangkalan berawak yang diperlukan, " kata Trollope.
Alternatif untuk ini adalah dengan membuang regolit bulan di atas koloni, mungkin menggunakan mesin seperti jengkaut hidraulik. Tetapi untuk melakukan ini dengan berkesan, anda perlu bekerja dengan cepat.
Jika regolit bulan tidak boleh dituangkan ke koloni, maka "topi" penebat berbilang lapisan (MLI) boleh digunakan di atasnya, yang akan menghalang pelesapan haba. Bahan penebat haba MLI digunakan secara meluas pada kapal angkasa, melindungi mereka daripada kesejukan angkasa.
Kelebihan kaedah ini ialah ia membolehkan penggunaan tatasusunan panel solar untuk mengumpul dan menyimpan tenaga semasa hari lunar selama dua minggu. Tetapi jika tidak cukup tenaga dikumpulkan, kaedah alternatif penjanaan tenaga perlu dipertimbangkan.
Penjana termoelektrik boleh membekalkan tenaga kepada koloni semasa kitaran malam: walaupun kecekapannya rendah, ia tidak mempunyai masalah dengan penyelenggaraan, kerana ia tidak mempunyai bahagian yang bergerak. Penjana termoelektrik radioisotop (RTG) menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan mempunyai sumber bahan api yang sangat padat. Tetapi pangkalannya perlu dilindungi daripada sinaran, sementara masih membenarkannya memindahkan haba. Logistik memasang penjana dengan isotop radioaktif boleh tanggal penuh dengan masalah: akan ada risiko sepanjang jalan dari berlepas dari Bumi hingga mendarat di Bulan, bersama-sama dengan kebimbangan politik dan keselamatan.
Ia mungkin menggunakan reaktor pembelahan nuklear, tetapi ia akan menimbulkan lebih banyak masalah, termasuk yang disenaraikan di atas.
Dan jika reaktor pelakuran dibangunkan, ia juga boleh digunakan di Bulan, memandangkan banyaknya helium-3. Bateri - seperti litium-ion - mungkin juga berguna, dengan syarat terdapat penjanaan tenaga suria yang mencukupi semasa kitaran malam dua minggu.
Terdapat idea untuk menggerakkan stesen di permukaan semasa kitaran malam menggunakan satelit yang mengorbit yang akan menghantar kuasa melalui gelombang mikro atau laser. Penyelidikan mengenai idea ini telah dijalankan 10 tahun lalu. Kajian mendapati bahawa untuk pangkalan bulan yang besar yang memerlukan ratusan kilowatt kuasa yang dibekalkan dari orbit oleh laser 50 kilowatt, rektenna (sejenis antena yang menukar tenaga elektromagnet kepada arus elektrik terus) akan berdiameter 400 meter, manakala pada satelit itu akan menjadi 5 meter persegi panel solar. Di Stesen Angkasa Antarabangsa, kira-kira 3.3 meter persegi. km panel solar.
Walaupun kesukaran untuk membina koloni yang perlu menahan kitaran bulan malam yang keras adalah ketara, ia tidak dapat diatasi. Dengan perlindungan haba yang sesuai dan sistem penjanaan tenaga yang sesuai semasa malam dua minggu yang panjang, kita boleh mempunyai koloni bulan dalam tempoh dua puluh tahun akan datang. Dan kemudian kita boleh mengalihkan pandangan kita lebih jauh.
Terima kasih untuk portal berita