Inimese asustamise Kuul on juba ammu unistuseks olnud, kuid praegusel eelarvekärbete ja NASA tulevikuplaanide otsustamata ajastul võib Kuu baas tunduda liiga kulukas ja meie käeulatusest kaugemal. Kuulsuste teadlane dr Paul Spudis Kuu- ja Planeetide Instituudist ning kolleeg Tony Lavoie Marshalli kosmoselennukeskusest on aga välja pakkunud Kuu asula rajamise plaani, mis pole mitte ainult taskukohane, vaid ka jätkusuutlik. See loob Kuu baasi koos teatud tüüpi mandritevahelise raudteega kosmoses, mis avab arenguks tsislunaruumi - Maa ja Kuu vahelise ala.
"Kosmose lõppeesmärk on pääseda kuhu iganes ja kuhu tahes ajal, nii palju võimalusi kui vaja," rääkis Spudis ajakirjale Space Magazine. „See plaan kasutab robotite ja inimeste kohalolekut Kuul, et kasutada kohalikke ressursse uue kosmosesüsteemide loomiseks. Selle võtmeks on paindlik lähenemisviis, mis on kasvav ja kumulatiivne. ”
Lühidalt soovitab Spudis saata Kuule robotid, mida juhitakse Maalt kaugjuhtimisega, et hakata vett vett tootma polaarjääkidest, et tekitada raketikütust. Raketikütust kasutatakse Maa ja Kuu vahelise korduvkasutatava kosmosetranspordisüsteemi kütuseks.
"Selle põhjuseks on asjaolu, et Kuu on lähedal - raadiosignaalide jõudmiseks Maalt Kuule tagasi on vaid kolm valgusekundit edasi-tagasi," sõnas Spudis, "mis tähendab, et saate masinaid maa peal operaatoritega kaugjuhtimisega juhtida tegevuste tegemine, mida astronaut võiks Kuul teha. ”
Selle eeliseks on see, et suur osa vajalikust taristust, näiteks kaevandamine, töötlemisettevõtted, vee ja raketikütuse hoidlate arendamine, luuakse enne, kui inimesed isegi kohale jõuavad.
"Seega proovime välja töötada arhitektuuri, mis võimaldab meil seda kõigepealt teha väikeste sammude kaupa, iga samm tuginedes järgmisele ja netoefekt on aja jooksul kumulatiivne," sõnas Spudis. „Ja lõpuks suudame viia inimesed Kuule, kui oleme valmis neid tegelikult seal elama. Asetame eelposti - elupaiga -, mis on täielikult töövalmis enne esimeste inimeste saabumist. ”
Märkimisväärne veekogus, mida Kuu juures on pooluste juures leitud, paneb selle plaani toimima.
"Meie hinnangul on mõlemal poolusel palju kümneid miljardeid tonne vett," sõnas Spudis. „See, mida me üksikasjalikult ei tea, on täpselt see, kui palju vett jaotatakse, millises füüsilises olekus see on, ja see on üks põhjusi, miks meie plaani esimene samm on saata robotnuurijaid sinna üles, et maardlad kaardistada ja näha, kuidas need erinevad. ”
Vesi on kosmoses olevate inimeste jaoks oluline ressurss: see toetab elu joomiseks ja toiduvalmistamiseks, selle saab hingamiseks jaotada hapnikuks ning kütuseelemendis oleva hapniku ja vesiniku segamisel saab toota elektrit. Vesi on ka väga hea varjestusmaterjal, mis võiks kaitsta inimesi kosmilise kiirguse eest, nii et elupaiga võiks veega „varjata“.
Kuid kõige olulisem veekasutus on võimalus luua hapniku ja vesiniku abil külmutades need võimsa keemilise raketikütuse, mis külmutatakse vedelikuks.
"Kuu pakub meile seda vett mitte ainult sealse inimelu toetamiseks, vaid ka raketikütuse tootmiseks, mis võimaldab meil oma kosmoselaevu tankida nii Kuul kui ka Kuu kohal asuvas ruumis."
17 järkjärgulise missiooni seeriana ehitataks üles inimtegevusbaas, mis oleks operatiivne ja hõivatud. See algab side- ja navigatsioonisatelliitide seadistamisega Kuu ümber, et võimaldada robotsüsteemide täpset kasutamist.
Järgmine oleks roveri saatmine Kuule, võib-olla variant praegu Marsi uurivast MER-roverist, et leida parimaid kohti vee jaoks Kuu poolustel. Postid pakuvad ka alalise päikesevalguse piirkondi elektrienergia tootmiseks.
Järgmisena saadetaks suurem varustus katsetama jäämaardlate kaevamist, jää sulatamist ja toodete ladustamist. (Vaadake meie eelmist artiklit buldooserite kasutamise kohta Kuul).
"Nüüd on kõik need kontseptuaalselt lihtsad, kuid me pole neid kunagi praktikas teinud," ütles Spudis, "nii et me ei tea, kui keeruline see on. Kuid saates väikesed robotmissioonid Kuule ja harjutades seda Maa kaugjuhtimispuldi abil, saame hinnata, kui keeruline see on - kus on õhupunktid - ja mis on kõige tõhusamad viisid nende hoiuste juurde jõudmiseks ja kasutatava toote kaevandamiseks nendelt."
Järgmine samm on jõupingutuste ulatuse suurendamine, laskudes suuremad robotimasinad, mis võivad tegelikult hakata tootma tooteid tööstuslikes mõõtkavades, nii et Kuule saab varuda varude varusid selleks ajaks, kui esimesed inimesed Kuule naasevad.
Vahepeal loodaks pidev transpordisüsteem Maa ja Kuu vahel, teise süsteemiga, mis läheb Kuu ja Kuu orbiidi vahele, mis avab igasuguseid võimalusi.
"Analoogia, mida mulle meeldib teha, on väga sarnane mandritevahelise raudteega," sõnas Spudis. „Me ei ehitanud mitte ainult mandritevahelist raudteed idarannikult otse läänerannikule; ehitasime selle ka kõigi vahepealsete punktide juurde pääsemiseks, mis järelikult olid arenenud ka majanduslikult. ”
Omades süsteemi, kus sõidukid saavad kütuse Kuult kaevandatud ressurssidest, luuakse süsteem, mis pääseb regulaarselt Kuule ja võimaldab Maale naasta, kuid juurde pääseb ka kõikidele teistele vahepealsetele punktidele.
„Loome transpordisüsteemi, mis pääseb juurde kõigile neile punktidele Maa ja Kuu vahel. Selle olulisus seisneb selles, et suur osa meie satelliidivaradest asub seal, "ütles Spudis," näiteks sidesatelliidid ja ilmastiku jälgimise satelliidid asuvad geosünkroonsel orbiidil (umbes 36 000 km Maa ekvaatorist kõrgemal) ja praegu ei jõua me selleni madalalt. Maa orbiit. Kui meil on süsteem, mis võib rutiinselt edasi liikuda Kuule, võiksime minna ka nendele kõrgetele orbiitidele, kus on palju kaubanduslikku ja riikliku julgeoleku vara. "
Spudis lisas, et kütuseladu võib minna mitmesse kohta, sealhulgas L1 LaGrange'i punkti, mis võimaldaks kosmoselende Kuust kaugemale.
Kui kaua see aega võtab?
"Meie hinnangul võime Kuule luua terve võtmed kätte Kuu-posti umbes 15-16 aasta jooksul, inimesed saabuvad umbes 10 aastat pärast esialgsete robotmissioonide algust," ütles Spudis. „Kaevandamine tooks aastas umbes 150 tonni vett ja umbes 100 tonni raketikütust.
Ja kas on vaja uusi tehnoloogiaid või riistvara ehitada?
"Tegelikult mitte," ütles Spudis. „Tõhusalt on seda plaani juba olemasoleva tehnoloogia abil võimalik saavutada. Meil ei ole ühtegi ehitust ja spetsiaalset maagilist masinat, mida oleks vaja ehitada. See on kõik olemasoleva varustuse väga lihtne väljakasv ja paljudel juhtudel võite kasutada varasemate lähetuste muinsuskaitsevahendeid. ”
Ja kuidas on lood maksumusega?
Spudise hinnangul võiks kogu süsteemi luua kogumaksumusega vähem kui 88 miljardit dollarit, mis oleks umbes 5 miljardit dollarit aastas, maksimaalse rahastamisega 6,65 miljardit dollarit alustades aastast 11. Selle kogumaksumuse hulka kuulub Shuttle'ist tuleneva 70 arendamine. mT kanderakett, Crew Exploration Vehiclei kaks versiooni (LEO ja translunar), korduvkasutatav maandur, cislunar raketikütuse depood ja kõik roboti pinnavarad, samuti kõik selle arhitektuuri missiooni toetamisega seotud tegevuskulud.
"Parim külg on see, et kuna oleme jaganud oma arhitektuuri väikesteks tükkideks, on iga missioon suures osas iseseisev ja Kuule jõudes suhtleb ja töötab juba olemasolevate paladega," rääkis Spudis.
Ja eelarve oleks paindlik.
"Me saame seda projekti teha ükskõik millise kiirusega, kui ressursid seda võimaldavad," sõnas Spudis. „Nii et kui teil on väga piiratud eelarve ja väga madalad kulutused, võite minna lihtsalt palju aeglasemalt. Kui teil on rohkem ressursse, saate kiirendada ja kiirendada varade paigaldamise kiirust Kuul ning teha lühema aja jooksul rohkem. See arhitektuur viib meid tagasi Kuule ja loob reaalse võimekuse. Kuid tasuta muutuja on ajakava, mitte raha. ”
Kuule naasmine on oluline, usub Spudis, sest mitte ainult ei saa me seal olevaid ressursse kasutada, vaid see õpetab meile, kuidas olla kosmosevaba tsivilisatsioon.
"Kuule minnes saame teada, kuidas kosmosest leitavat kosmosest leida, mida kosmosest leiame," sõnas ta. „Põhimõtteliselt on see oskus, mille iga kosmosevaba tsivilisatsioon peab omandama. Kui saate seda õppida, on teil oskus, mis võimaldab teil minna Marsile ja kaugemale. ”
Lisateavet leiate Spudise veebisaidilt SpudisLunarResources.com. Lisateavet ja graafikuid leiate sellelt pdf-dokumendilt.
Kuulake 365 astronoomiapäeva podcasti selleteemalist Paul Spudise intervjuud.
Paul Spudis ajaveebid ajakirja Once and Future Moon veebisaidil Smithonsian Air & Space.
