Это 3000 год. Израсходовав все природные ресурсы Земли, люди стали космической расой и основали колонии на Луне. На его поверхности скапливаются огромные герметичные купола, в которых проживают города, населенные сотнями тысяч людей. Этот холодный серый камень каким-то образом стал новым домом человечества.
Конечно, это чисто научная фантастика. Но ни одно видение будущего не будет полным без внеземной колонии людей, и поскольку луна является ближайшим небесным телом к нашей планете, ее проще всего представить как наш футуристический дом.
Но соответствует ли это видение реальности? Будет ли однажды луна горячим достоянием, и если да, то сколько людей смогут реально поддержать ее нежелательный пейзаж?
Проще говоря, один из способов ответить на этот вопрос - рассмотреть область Луны. Площадь поверхности Луны составляет около 15,9% от общей площади Земли (исключая площадь Земли, покрытую океанами). Технически, если бы мы упаковали эту область с плотностью самых густонаселенных городов Земли, мы смогли бы разместить триллионы на поверхности Луны.
Но сколько людей может поместиться на поверхности Луны - это совсем другой вопрос, чем то, сколько людей этот мир мог бы поддержать. И в этом отношении Луна определенно является более бедной кузиной Земли.
«Это довольно бесплодное место, - сказал Дарби Дьяр, старший научный сотрудник Института планетологии в Аризоне и профессор астрономии в Колледже Маунт-Холиок в Массачусетсе. «Каждый вид стремится расширить свою экологическую нишу. Но новая« ниша », то есть луна, очень неблагоприятна для человека», - сказал Дьяр в интервью Live Science.
Воздух дышать
В отличие от Земли, вода не падает свободно на поверхность Луны и не собирается в тела, из которых мы могли пить. Важно отметить, что луне также не хватает атмосферы с воздухом для дыхания. У естественного спутника Земли также нет существующих экосистем, которые могли бы удобно поддерживать области сельского хозяйства. Луна также уязвима для солнечных штормов, извержений с поверхности солнца, которые испускают электромагнитное излучение, которое Луна - без защиты магнитного поля - не может отклонить. По словам Дьяра, существуют также огромные перепады температуры и длительные периоды смены темноты и света.
Все это может сделать жизнь на Луне невозможной. Но на удивление, это не так. На самом деле, основы человеческого существования - воздух, вода, еда и жилье - теоретически не достижимы на Луне, как вы могли бы ожидать.
Возьми воздух. Чтобы поддержать начальную популяцию в несколько сотен человек на Луне, нам нужно начать с транспортировки воздуха на поверхность Луны, перекачивая его в герметичные структуры, в которых будут жить люди. Это кажется неустойчивым, но в краткосрочной перспективе это будет довольно рентабельно, сказал Маркус Ландграф, менеджер проекта Луны в Европейском космическом агентстве. «Люди не используют много воздуха, и в течение долгого времени нам не нужно будет делать воздух на Луне. Мы можем внести его», - сказал он. «Транспортные расходы для этого все еще управляемы».
Однако если бы эта популяция выросла до десятков тысяч, нам нужно было бы синтезировать кислород на Луне, дорогой процесс. Но Ландграф сказал, что рост освоения космоса в ближайшие десятилетия может сделать процесс более экономичным.
Это связано с тем, что для приведения в движение космического корабля требуется кислород, поэтому, если спрос возрастет, «экономически целесообразнее строить на Луне генераторы кислорода для ракетного топлива, а не для питьевой воды и воздуха для людей», - сказал Ландграф. Это привело бы к снижению себестоимости и удешевило производство воздуха для жителей Луны.
Вода, вода везде
Как насчет воды? Еще несколько десятилетий назад исследователи считали, что луна была абсолютно сухой. Но теперь они знают, что по лунной поверхности распространяется удивительное количество жидкости.
«Мы думаем, что вода осталась с момента образования Луны. И мы знаем, что кометы, которые в основном представляют собой грязные снежки, периодически воздействуют на поверхность луны», - сказал Дьяр. «Есть все основания полагать, что в тех местах, где кометы воздействовали на поверхность, в них все еще есть ледяные резервуары».
Она сказала, что еще один источник воды - это солнечные ветры, которые грохочут в космосе; заряженные протонами, они сталкиваются с электронами на луне, образуя водород.
Все это составляет приличное количество лунной воды, возможно, достаточно, чтобы поддержать значительное население. И мы уже разработали технологии на Международной космической станции для рециркуляции питьевой воды из воды для душа космонавта, мочи и пота. Это может даже использовать влагу из их дыхания. На Луне эта технология может создать замкнутый источник воды для жителей.
Но даже с утилизацией, сказал Дьяр, эти запасы воды не будут бесконечными; рециркуляция воды снова и снова приводит к некоторым потерям, поэтому необходимо время от времени пополнять запасы. Более того, для извлечения лунной воды путем дробления лунных камней и выемки льда из глубоких кратеров потребовалось бы огромное, дорогостоящее количество энергии, отметил Дьяр.
«Мое личное ощущение, что колонизация Луны будет зависеть от того, что мы доставим туда водород», - сказала она. Транспортировка это также будет дорогостоящей: около 220 000 долларов за килограмм, сказал Ландграф.
Не зная, сколько воды в настоящее время находится на поверхности Луны, также трудно оценить, сколько людей она может поддержать. Но мы, по крайней мере, знаем, что этого достаточно, чтобы обеспечить относительно устойчивый источник воды. В любом случае Ландграф подсчитал, что лунным пионерам не нужно было бы использовать водные ресурсы Луны, по крайней мере, в течение первых пяти-десяти лет поселения; это будет достаточно дешево, чтобы транспортировать воду туда и перерабатывать ее для дюжины или около того людей, которые в первую очередь могут назвать луну своим домом.
Что касается лунного сельского хозяйства, мы могли бы имитировать условия роста Земли с помощью «почти экосистемных замкнутых куполов», сказал Ландграф. Лунное земледелие, питаемое длинными солнечными лучами и залитое оборотной водой, может реально расти, чтобы прокормить тысячи людей. Уже есть много исследований, чтобы предположить, что выращивание зерновых культур в космосе будет работать.
Лети ко мне на луну
Есть еще много неизвестных о том, как мы будем делать все это на практике. Но теоретически природные ресурсы могут поддерживать десятки тысяч, даже миллионы людей на Луне. Итак, почему там уже нет сотен нас, смотрящих на Землю?
Ландграф сказал, что самым большим препятствием на пути колонизации Луны являются не только ограничения на природные ресурсы, но и огромные затраты на перевозку людей туда на космическом корабле. Чтобы сделать это более экономичным, потребовались бы смелые технологические скачки - например, изобретение космических лифтов. Если бы они были у нас, «тогда мы говорим о десятках тысяч людей на Луне», - сказал Ландграф. «Так что, действительно, вода здесь не является ограничением. Это транспорт».
Есть еще одна оговорка, и именно здесь мы резко возвращаемся к реальности: на данный момент колонизация луны на самом деле не является целью. Конечно, мы можем рассматривать Луну как своего рода ковчег Ноя в случае земного апокалипсиса. Но в настоящее время международные космические агентства рассматривают Луну не как форпост от катастрофы, а как исследовательский центр - и потенциальную базу для исследования остальной части нашей солнечной системы.
При таком подходе Ланграф сказал, что мы можем обратиться к Антарктике за подсказками о человеческом жилье. Вероятно, самая луноподобная среда обитания на Земле, Антарктика является домом для колеблющейся сезонной популяции от одной до четырех тысяч исследователей, которые борются с морозом и сухими условиями для выполнения своей работы. Поскольку исследования в настоящее время определяют планирование лунного жилья, это дает нам представление о том, сколько людей могут реально жить на Луне в ближайшие десятилетия: несколько тысяч одновременно, а не миллионы или миллиарды.
По словам Дьяра, даже эта популяция, вероятно, со временем уменьшится и будет заменена более дешевыми и более эффективными роботами. «Поскольку технологии становятся лучше, есть очень мало причин, почему вам действительно нужно отправить человека для проведения научных исследований», - сказала она.
Однако это не означает, что наши мечты о лунном гражданстве закончились. Есть еще один фактор: неугасимая тяга человечества к исследованиям. Это может вынудить будущие поколения колонизировать Луну миллионами или использовать ее в качестве стартовой площадки для других экспедиций в космос.
«Люди - один из немногих видов, которые всегда исследуются, даже если в этом нет необходимости», - сказал Ландграф. «был очень успешным с этой стратегией. Имеет ли смысл изменить это? Я так не думаю».
- Эти 6 несчастных случаев почти сорвало миссию Аполлона-11 на Луну
- Что если люди никогда не приземлились на Луну?
- Что находится на обратной стороне Луны?
Примечание редактора: эта статья была обновлена, чтобы исправить утверждение об области Луны по сравнению с областью Земли, которая не указала, что это означает область Земли, которая не покрыта океанами.
