Лунните миньори бяха особено ликуващи тази седмица, когато учените заявиха, че са намерили убедителни доказателства за воден лед на лунната повърхност. Там има много повече лед, отколкото предполагахме, и сега знаем точно къде се намира. Това може значително да опрости бъдещото извличане на вода.
Много преди това откритие учените се опитват да намерят всякаква вода, която може да се крие на повърхността на Луната. Това е ресурс, който ще бъде изключително ценен за бъдещи дългосрочни мисии до Луната, тъй като водата е от съществено значение за живота тук на Земята. Може да се рециклира в лунното местообитание или да се използва за пиене или къпане. Също така с негова помощ би било възможно да се отглеждат растенията, необходими за изхранването на бъдещите лунни обитатели.
Може би най-голямото и непосредствено използване на лунната вода е в ракетното гориво. Основните компоненти на водата - водородът и кислородът - са два от най-важните материали, използвани в ракетното гориво. И ако правите ракетно гориво от вода на Луната, би било чудесно да спестите пари за амбициозни мисии в космоса. Засега ракетите, напускащи Земята, трябва да носят цялото гориво, от което се нуждаят, със себе си. Но използвайки лунен лед, ракетите могат да се зареждат с гориво, докато са в космоса, и да достигнат по-далечни места за по-малко пари.
Водата по-добра ли е от петрола?
„Идеята е да се създаде един вид извънземна верига на доставки за определени продукти - по-специално за водата като гориво - за да улесни много придвижването от едно тяло към друго в космоса“, казва Джули Брисет. Научен сътрудник, Флоридски космически институт.
Доставянето на нещо в космоса винаги е скъпо. Ако искате сателитът ви да избяга от гравитацията на Земята, ще ви трябва много гориво, за да го изведете в орбита. Всъщност по-голямата част от теглото, което ракетата носи при изстрелването, идва от гориво. И колкото по-дълбоко навлизате в космоса, толкова повече гориво ви трябва. Необходими са повече енергия, за да се откъсне от гравитацията на планетата. Следователно мисиите в дълбокия космос стават все по-скъпи, тъй като е необходима голяма ракета и много гориво.
Но какво, ако вместо да приемате гориво на Земята, можете да напълните резервоара с гориво, което вече е в космоса? Тогава мисиите в дълбокия космос щяха да станат толкова светски, колкото пътуванията от един град в друг. „Само си представете, че трябваше да напуснете Денвър, а по пътя нямаше бензиностанции и трябваше да носите бензин чак до Ню Йорк“, казва Джордж Соуърс, професор в Колорадското училище за мини и бивш вицепрезидент на United Launch. Съюз. „Определено няма да вкараш всичко това в колата. Ще трябва да вземем ремарке. Ето защо идеята за лунното развитие е толкова вълнуваща за ума. Водата на Луната може да бъде добивана, разделена на ракетно гориво и транспортирана до окололунна или ниска земна орбита. Не е необходимо ракетите да са големи, за да носят цялото гориво със себе си. Те можеха просто да се скачат с бензиностанция и да зареждат с гориво за дълги пътувания.
Промоционално видео:
Транспортирането на гориво от Луната до други места в космоса ще бъде много по-евтино от транспортирането му от Земята. На Луната една шеста от земната гравитация, което означава, че е необходимо по-малко енергия, за да се откъсне от повърхността. Наскоро Соуърс анализира разходите за транспортиране на лунното гориво до различни места в космоса. Доставянето на лунна вода, например, на ниска околоземна орбита е по-евтино от изпращането й от Земята, въпреки че нашата планета е по-близо. „Ако ще използвате това гориво в ниска околоземна орбита, спестяванията ще бъдат 20-30 процента, ако използвате лунно гориво вместо земно,“казва Соуърс.
Учените фантазират за превръщането на лунната вода в ракетно гориво от десетилетия, тъй като се появиха доказателства за това, че лунните полюси са подходящи за разработване на лед. През 1994 г. съвместно проучване на НАСА и американската армия, наречено "Клементин", показва, че водата съществува в кратери на лунните полюси. Тези места никога не виждат слънчевата светлина и никога не достигат температури над -250 градуса по Фаренхайт. Оттогава няколко мисии до Луната потвърдиха, че в района може да има вода. През 2009 г. НАСА пусна космическия кораб LCROSS в кратер на южния полюс на Луната, за да види какви материали ще изхвърли ударът. Установено е, че изхвърлянето е 5% вода.
Изследване, публикувано тази седмица в PNAS, показва, че някои области на Луната могат да бъдат потопени във вода. Учени от Хавайския университет и Университета Браун анализираха данните, събрани от индийския апарат "Чандранаян-1", който отиде на Луната през 2008 г. Използвайки един от инструментите на плавателния съд, те успяха да картографират области с лед на Луната чрез измерване на отражателната способност на водата. Те също сканираха тези места в инфрачервена светлина и установиха, че водата е под формата на лед, а не течност или пара. Те не само потвърдиха, че на повърхността на Луната присъства воден лед, но че някои области на земята са 20-30 процента лед. В зависимост от това колко дълбоко ледът отива под повърхността, би било възможно да се набележи къде ще бъдат извлечени компонентите за горивото.
Складовото гориво в ниска околоземна орбита отваря нови възможности за мисии в космоса. Например, може да се изгради космически влекач - ракета, която седи в космоса, зарежда се отново и отново и отвежда сателитите до желаната дестинация. Сега сателитите, изведени на висока орбита, прекарват от шест месеца до една година, за да се покачват бавно с помощта на бордови двигатели. През това време те не могат да си вършат работата и не носят пари. Но с космически влекач сателитите могат да бъдат разположени в по-ниски орбити с помощта на малки ракети и след това да бъдат използвани от космическия влекач, за да изведат сателитите в желаната орбита само за няколко дни. Това би спестило пари на сателитните оператори: не би трябвало да изстрелват голяма ракета, за да изкарат товара си в космоса.и щяха да имат повече време да работят със своя спътник.
Така че, да, лунната вода е готина като гориво, но няма да е лесно да започнете да я добивате. Първо, трябва да направите обширно разузнаване. Благодарение на проучването PNAS учените по същество са създали карта, показваща къде да се търсят най-сочните участъци от воден лед на лунните полюси. Следващата стъпка ще бъде изпращането на спускаемия апарат и лунните марсоходи, за да намерят най-добрите сайтове. Учените все още не знаят дали ледът е под формата на киша, смесена с лед, или под формата на твърди блокове, смесени с друг повърхностен материал. „Ние знаем как да проектираме оборудване за добив. Просто не знаем какво оборудване да използваме”, казва Мецгер.
Едната идея е да се изкопае лунната почва с багер, който изпраща материал към процесор. Процесорът отделя леда от почвата по време на процеса на нагряване и разделя водата на основни съставки с помощта на електричество. След това част от полученото гориво се използва за изстрелване на останалата вода от Луната в превозно средство към хранилището за гориво.
Разбира се, всичко това ще бъде скъпо. „Всичко се свежда до анализ на разходите“, казва Мецгер. „По-евтино ли е да изстрелваме ракетно гориво от Земята или е по-евтино да пускаме оборудване в космоса веднъж и след това да поддържаме това оборудване и да го използваме за непрекъснато създаване на ракетно гориво в космоса?“Въз основа на анализ на Metzger, Brissé и Sowers, те стигнаха до заключението, че ще са необходими десет години, за да се инвестира в добив на Луната, преди той да влезе в печалба. Но тъй като добивът на луната е рисков бизнес, рисковите капиталисти може да не искат да участват активно в този бизнес.
Ето защо екипът предлага НАСА да съфинансира ранните разработки в минното дело. По този начин търговските инвеститори са по-склонни да си партнират с реномирана агенция, която може да поеме част от разходите.
НАСА няма да предоставя услуга на инвеститорите: космическата агенция предполага, че може да са необходими до 100 метрични тона гориво всяка година за зареждане на космически кораби, напускащи лунната повърхност от основата. Ако всичко това бъде изстреляно от Земята, ще са необходими около 3,5 милиарда долара годишно. Спестяванията от създаването на лунно гориво ще направят мисиите до Луната и Марс по-евтини. „Мисиите до Марс биха били по-евтини и всичко, което правим извън Земята, също“, казва Соуърс. Например използването на лунно гориво за зареждане с ракети би намалило разходите за полет до Луната от Земята с три пъти, каза Соуърс. Това е важно, като се има предвид, че НАСА е на път да извърши отново човешка мисия до Луната.
Иля Хел