В ближайшие десятилетия многие космические агентства надеются проводить полеты с экипажем на Луну и даже создавать там форпосты. Фактически, между НАСА, Европейским космическим агентством (ЕКА), Роскосмосом и индийскими и китайскими космическими агентствами нет недостатка в планах строительства лунных баз и поселений. Они не только установят присутствие человека на Луне, но и облегчат миссии на Марс и глубже в космос.
Например, ЕКА планирует к 2030-м годам построить на Луне «международную лунную деревню». Будучи духовным преемником Международной космической станции (МКС), эта деревня также позволит проводить научные исследования в лунной среде. В настоящее время европейские исследователи планируют, как приступить к строительству этой деревни, что включает в себя проведение экспериментов с симуляторами лунной пыли для создания кирпичей.
Проще говоря, вся поверхность Луны покрыта пылью (она же реголит), которая состоит из мелких частиц грубого силиката. Эта пыль формировалась в течение миллиардов лет в результате постоянных ударов метеоритов, которые толкали силикатную мантию в мелкие частицы. Он оставался в грубом и мелком состоянии из-за того, что на лунной поверхности не происходит выветривания или эрозии (из-за отсутствия атмосферы и жидкой воды).
Поскольку он настолько обильный, в некоторых местах он достигает глубины 4-5 метров (13-16,5 футов), а в старых высокогорных районах - до 15 метров (49 футов) - во многих космических агентствах реголит считается строительным материалом. выбор для лунных поселений. Эйдан Коули, научный консультант ЕКА и эксперт по лунной почве, объяснил в недавнем пресс-релизе ЕКА:
«Лунные кирпичи будут сделаны из пыли. Вы можете создать из него сплошные блоки, чтобы строить дороги и стартовые площадки или места обитания, которые защищают ваших космонавтов от суровой лунной среды ».
Помимо использования, казалось бы, неисчерпаемого локального ресурса, планы ЕКА по использованию лунного реголита для создания этой базы и связанной с ней инфраструктуры демонстрируют их приверженность использованию ресурсов на месте. По сути, базы на Луне, Марсе и в других местах Солнечной системы должны быть настолько самодостаточными, насколько это возможно, чтобы уменьшить зависимость от Земли для регулярных поставок материалов, что будет как дорогостоящим, так и исчерпывающим ресурс.
Чтобы проверить, как лунный реголит будет строительным материалом, ученые ЕКА использовали симуляторы лунной пыли, собранные прямо здесь, на Земле. Как объяснил Эйден, реголиты на Земле и на Луне являются продуктом вулканизма и являются в основном базальтовым материалом, состоящим из силикатов. «Луна и Земля имеют общую геологическую историю, - сказал он, - и нетрудно найти материал, подобный тому, который найден на Луне в остатках лавовых потоков».
Имитаторы были собраны в районе Кельна, Германия, который был вулканически активным около 45 миллионов лет назад. Используя вулканический порошок из этих древних лавовых потоков, который, как было определено, хорошо подходит для лунной пыли, исследователи из Европейского центра астронавтов (EAC) начали использовать порошок (который они назвали EAC-1) для изготовления прототипов кирпичей. это будет использовано для создания лунной деревни.
Космический корабль EAC, инициатива ESA, предназначенная для решения задач космического полета с экипажем, также работает с EAC-1 для разработки технологий и концепций, которые будут необходимы для создания лунного форпоста и для будущих миссий на Луну. Один из их проектов посвящен тому, как использовать кислород в лунной пыли (на его долю приходится 40%), чтобы помочь астронавтам продлить пребывание на Луне.
Но прежде чем ESA сможет подписать лунную пыль в качестве строительного материала, еще предстоит провести ряд испытаний. К ним относятся воссоздание поведения лунной пыли в радиационной среде для имитации их электростатического поведения. В течение десятилетий ученые знали, что лунная пыль электрически заряжена из-за того, как она постоянно бомбардируется солнечной и космической радиацией.
Это то, что заставляет его подниматься с поверхности и цепляться за все, к чему он прикасается (что астронавты Аполлона-11 заметили, возвращаясь к Лунному модулю). Как указала Эрин Трансфилд, член группы ESA по изучению лунной пыли, ученые до сих пор не до конца понимают электростатическую природу лунной пыли, которая может создать проблему, когда речь идет об использовании ее в качестве строительного материала.
Более того, эксперименты с радиационной средой пока не дали каких-либо убедительных результатов. Как биолог, мечтающий стать первой женщиной на Луне, Трансфилд указал, что необходимы дополнительные исследования с использованием настоящей лунной пыли. «Это дает нам еще одну причину вернуться на Луну», - сказала она. «Нам нужны чистые образцы с поверхности, подвергающейся воздействию радиации».
Помимо установления присутствия человека на Луне и проведения миссий в дальнем космосе, строительство предполагаемой лунной деревни ЕКА также предоставит возможности для использования новых технологий и установления партнерских отношений между государственным и частным секторами. Например, ЕКА сотрудничало с фирмой архитектурного проектирования Foster + Partners, чтобы придумать проект для своей лунной деревни, и были наняты другие частные компании, чтобы помочь исследовать другие аспекты его строительства.
В настоящее время ЕКА планирует построить свою международную лунную деревню в южной полярной области, где был обнаружен обильный водяной лед. Чтобы исследовать это, ЕКА направит на Луну свой пакет услуг по наблюдению за ресурсами и поиску на месте для разведки, коммерческой эксплуатации и транспортировки (ПЕРСПЕКТИВА) в 2020 году, который будет путешествовать в рамках российской миссии "Луна-27".
Эта миссия, совместная работа ЕКА и Роскосмоса, будет включать в себя построенную в России посадочную шлюпку, расположенную в лунном бассейне Южного полюса - Эйткен, где зонд PROSPECT развернется и бурит в поверхности для извлечения образцов льда. В перспективе долгосрочные планы ЕКА также предусматривают проведение ряда миссий на Луну, которые начнутся в 2020-х годах и будут предусматривать участие рабочих-роботов, прокладывающих путь для людей-исследователей, чтобы приземлиться позже.
В ближайшие десятилетия намерения ведущих космических агентств мира ясны - мы не только возвращаемся на Луну, но и намерены оставаться там! С этой целью значительные ресурсы выделяются на исследования и разработку необходимых технологий и концепций, необходимых для этого. К 2030-м годам мы могли бы просто видеть, как астронавты (и даже частные лица) приходят и уходят с Луны с регулярной частотой.
И обязательно посмотрите это видео об усилиях EAC по изучению лунного реголита, любезно предоставленных ЕКА:
