Главная / Мода и стиль / Возможна ли жизнь на Луне? Можно ли жить на Земле и на Луне

Возможна ли жизнь на Луне? Можно ли жить на Земле и на Луне

Уже много лет как главный пункт назначения космических полетов рассматривается Марс, однако будущее десятилетие обещает стать лунным. Все больше коллективов ученых, в основном из США, а также из других стран, работают над преодолением трудностей, связанных с полетом на Луну, который, как обещал Джордж Буш, состоится в 2020 году. Организовать там в скором времени базы на полупостоянной основе – цель, которую специалисты считают выполнимой, по крайней мере с технологической точки зрения, но это не означает, что все остальные проблемы уже решены.

«Построить лунную базу к 2020 году действительно возможно, – написал нам по электронной почте Горо Комацу, планетолог из Университета в Аннунцио (Италия). – Сроки зависят от политических решений США, Европы, России и Японии, или Китая, или Индии, которые могут изменить панораму освоения Луны. Что касается технической возможности – она, без сомнения, у нас есть». Игнаси Касанова из Политехнического университета Каталонии тоже считает, что «основная часть необходимых технологий уже доступна».

Луна , согласно Глобальной стратегии освоения космоса NASA, – не просто разминка перед полетом на Марс, но и логическое продолжение развития земной экономики. Геолог мадридского университета Complutense Росарио Луна р считает, что для дальнейшего развития необходимо в долгосрочной перспективе осваивать ресурсы «ближайшего к Земле космического пространства». Один из примеров – газ гелий-3, тысячи тонн которого можно добыть на Луне и затем использовать в качестве топлива для гипотетического термоядерного реактора. «Лунных запасов (гелия) хватит на то, чтобы обеспечивать Землю электроэнергией более 1000 лет», – объясняет Луна р.

Но для этого еще многое нужно сделать. Во-первых, надо вернуться на Луну (последний пилотируемый полет состоялся в 1972 году). В планах NASA – отправка на Луну экипажей из четырех космонавтов на одну неделю начиная с 2020 года. Когда будут готовы «системы энергоснабжения, транспорт и жилые модули», пребывание будет продлено до шести месяцев, конечная же цель – «научиться использовать естественные ресурсы Луны для самообеспечения базы». Поставки с Земли стоят дорого. Кислород, вода, энергия – получение которой проблематично там, где ночь длится две земные недели, – строительные материалы, пища… В будущем все это должна давать сама Луна .

Но самая насущная проблема – как защитить космонавтов от сильного радиоактивного излучения на поверхности Луны. Над этим работает группа Касановы, создавшая модель взаимодействия радиации и материи. С помощью этой модели ученые рассчитали, какую долю радиации получит космонавт за определенный период облучения, и пришли к выводу, что «абсолютно необходима система предупреждения о солнечных извержениях» – явлениях, во время которых Солнце излучает более сильную радиацию.

Кроме того, Касанова изучает данные зонда Smart 1 Европейского космического агентства (ESA), чтобы выяснить, какие ресурсы есть на Луне и где именно. Еще одно направление – получение строительных материалов из лунного стекла – соединения, встречающегося только на Луне. Обе сферы работ столь же важны для создания базы, как и разработка легких материалов, защищающих от радиации, и роботов, устойчивых к очень низким температурам. Температура на Луне может подниматься до +100 градусов по Цельсию и опускаться до -150.

Колебания температур и продолжительность лунной ночи – ключевые факторы при принятии решения о том, где создавать базу. Это точно будет Южный полюс. На полюсах колебания температур не столь резкие. На последней конференции Международной рабочей группы по освоению Луны, состоявшейся в октябре прошлого года, был доклад о сделанном на основании данных зонда Smart 1 открытии: на Южном полюсе, около кратера Шеклтон, есть точка, которая постоянно освещена во время лунного лета. Это очень полезное открытие для обеспечения базы солнечной энергией, но некоторые эксперты, например Вольфганг Себолдт из Германского космического агентства, считают, что для долгосрочного пребывания и перемещения по Луне понадобятся ядерные реакторы.

Более смутным является предположение о наличии замерзшей воды в некоторых полярных кратерах, сделанное несколько лет назад на основании данных, полученных с помощью зондов. Земные радары показывают, что воды там, скорее всего, нет, поэтому придется получать ее из кислорода и водорода, содержащихся в лунном грунте. Пока неизвестно, насколько много там водорода, но лунный реголит более чем на 40% состоит из кислорода. Процедура по его извлечению уже несколько десятилетий успешно осуществляется в лабораторных условиях, говорит Себолдт, проводящий исследования в этой области, «но необходимые масштабы – 50-100 тонн в год – еще не достигнуты». Такой кислород может быть использован и для производства топлива; сейчас разрабатывается несколько методов, но, по словам Комацу, пока не решено, какой из них применять.

Что касается жилых помещений, возможно, это будут надувные конструкции – легкие и просто разворачивающиеся – погруженные под реголит для защиты от радиации. NASA в этом году проведет испытания надувной конструкции на американской базе в Антарктиде.

В ближайшие годы предстоит обработать еще много данных, полученных со спутников на окололунной орбите – японского Selene, китайского Chang’e и тех, которые вскоре будут туда выведены: индийского спутника, разработанного при участии ESA, Chandrayaan-1 (в апреле) и спутников NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (в октябре 2008) – для определения оптимального места для базы – и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (2009) – для поиска воды на Южном полюсе.

Работы в направлении колонизации в реальной жизни начались до 1960-х годов, когда СССР и США затеяли Лунную гонку.

Звезда

В Советском союзе с 1962 года за разработку долговременной лунной базы отвечал академик Владимир Бармин и его коллеги из бюро «Спецмаш» по поручению Сергея Королёва. Итогом стал один из первых детально проработанных проектов освоения Луны «Звезда» .

В рамках проекта группе советских учёных было необходимо продумать цели базы, принципы её строительства, стадии развёртывания, состав оборудования и возможные военные перспективы.

На Луне планировали разместить девять обитаемых модулей . За каждый из них должен был отвечать один космонавт. Назначение модулей - центральный, командный, лаборатория-склад, мастерская, медицинский с гимнастическими тренажёрами, обеденный. Оставшиеся три модуля - жилые.

В 1967 году один модуль протестировали на людях на Земле в Институте медико-биологических проблем, после чего приняли решение оснастить помещения фальшивым окном, показывающим изображения с родной планеты. Перед велотренажёром решили поставить проектор, чтобы космонавт мог «прокатиться по Москве». Эти меры по мнению учёных оказались важными для сохранения душевного здоровья космонавтов.

Типовой модуль базы «Звезда»

Оборудование для лунной базы, численность экспедиции

Lunex Project

Немногим ранее, с 1958 года, американцы начали разработку пилотируемой лунной экспедиции Lunex Project. Она предполагала открыть на спутнике Земли подземную базу Военно-воздушных сил на 21 человека. Космический корабль, на котором планировали доставлять астронавтов-военных на Луну, вмещал трёх человек. Первую «партию» людей хотели отправить к 1967 года, после создания к 1965 году пилотируемого спускаемого аппарата.

У проекта были нерешённые проблемы, включая необходимость разработки лунной стартовой ступени, позволяющей вернуться на орбиту и далее на Землю.

Размещение базы под поверхностью позволит справиться с одной важной проблемой: перепады температур составляют от −160 °C до +120 °C.

Космический корабль Lunex, Википедия

Project Horizon

В то же время разрабатывался Project Horizon. Его целью также было размещение американской военной базы на Луне. Уже в 1966 году база с двенадцатью военными должна была заработать, но проект так и не реализовали.

Компоненты космического корабля и другое оборудование планировали доставить на орбиту Земли для сборки за 147 запусков ракет-носителей. По плану в 1964 году должны были начать запуски, в январе 1965 - доставлять грузы ну Луну. В апреле 1965 два астронавты должны были начать строительство базы. В ноябре 1966 года двенадцать солдат уже должны были находиться на Луне. Всего на Луну планировали доставить 220 тонн груза.

Модули для жизни и работы военных могли представлять собой металлические цилиндры диаметром 3,05 метра и длиной 6,1 метра. Для энергообеспечения планировали использовать два ядерных энергоблока.

От советского вторжения базы планировали защищать с помощью неуправляемых ракет с ядерными боеголовками и мин, модифицированных для прокола скафандров.

Проект посчитали непрактичным.

Horizon Lunar Outpost,

Lunar Oasis

На 40-м Конгрессе Международной федерации астронавтики в 1989 году два сотрудника НАСА Майкл Дьюк и Джон Ньехофф представили проект Lunar Oasis , десятилетнюю программу колонизации Луны.

Всё оборудование и людей должны были доставить за тридцать полётов, половина из которых - пилотируемые. Каждая из пилотируемых ракет может доставить до 14 тонн груза, беспилотные грузовики - до 20 тонн. Всего за десять лет на Луну планировали отправить 594 тонны груза.

Программа состоит из трёх фаз, по результатам которых могут приниматься различные изменения. Длительность первой фазы - один год. Беспилотный грузовик доставит временный жилой модуль с автономной систему жизнеобеспечения. Спустя четыре месяца другой грузовик доставит строительную технику, временную энергетическую систему и продовольствие. Третий запуск доставит на Луну четырёх астронавтов, которые активируют модуль и приступят к развёртыванию базы.

Лунная база Lunar Oasis, 1989 год, NASA

Четвертый грузовой корабль доставит продовольствие для следующих обитателей Лунного оазиса, пятый - мини-АЭС и оборудование для производства кислорода, углекислого газа и водорода из пыли и камней. Шестая миссия доставит шестерых астронавтов, которые проживут на Луне в течение года.

Финальную стадию первой фазы откроет седьмой запуск, в рамках которого на Луну доставят надувное жилище на десять человек, которое астронавты будут собирать и надувать. Модуль разместят в кратере, чтобы защитить от солнечной и космической радиации. В рамках девятой миссии на Луну доставят десять астронавтов, а шесть астронавтов вернутся домой на Землю.

Стены жилого модуля можно наполнить водородом, который можно добыть из лунного реголита с помощью электролиза .

Следующие семь лет займут вторая и третья фазы. На Луну доставят ещё одно надувное жилище, закрытую систему жизнеобеспечения, мегаваттную атомную электростанцию, производственные модули, солнечные батареи и несколько экспедиций астронавтов.

Стоимость проекта оценивали в 550 миллиардов долларов за десять лет, то есть около 55 миллиардов в год. Для сравнения: только на вывод войск из Афганистана США в 2014 году потратили 80 миллиардов долларов.

Жилое здание в разрезе

Созвездие

С 2004 по 2009 годы в США разрабатывали программу «Созвездие», предполагающую размещение базы на Луне для поддержки полётов на Марс. Логотип изображает цели и вехи программы: первый полукруг символизирует Землю - сперва ракеты в рамках программы должны были достигнуть Международной космической станции, второй полукруг - Луна, третий - Марс. В рамках программы разрабатывали ракеты-носители сверхтяжёлого класса Арес, это древнегреческий бог войны, которому в римской мифологии соответствует Марс.

Барак Обама в 2010 году прикрыл программы из-за дефицита средств. На смену «Созвездию» пришёл проект, предполагающий использование роботов-аватаров.

Логотип программы НАСА «Созвездие»

Надувные дома

Учёные прорабатывают различные способы для снижения количества необходимого к доставке на Луну груза. Один из таких способов - надувные здания. Они гораздо легче аналогов, построенных с применением большого количества металла, и при этом занимают меньше пространства в разобранном состоянии.

В 2007 году специалисты исследовательского центра Лэнгли работали над лёгкими надувными модулями, которые предполагали развёртывать вокруг посадочного аппарата. Модули выполнены в форме цилиндра диаметром 3,65 метра, устанавливаются вертикально и оснащены герметичным шлюзом. Жилой отсек тестировали в Лэнгли.

Такие надувные модули могут быть временным жильём, а могут стать постоянным, если от космической радиации и метеоритных дождей защитить их с помощью реголита - лунного грунта.

Надувной модуль, разработанный НАСА в сотрудничестве с компанией ILC Dover

При этом уже сейчас есть модули, устойчивые к радиации - это . Первые модули отправляли в космос в 2006 и 2007 году, где они до сих пор находятся. В апреле 2016 года запустили ещё один модуль, и 16 апреля его пристыковали к Международной космической станции. В течение следующих двух лет в него будут периодически заходить космонавты, чтобы испытать технологию, проверить на возможность поддерживать давление, противостоять радиации, метеоритам и космическому мусору. Позже с учётом результатов тестов их смогут адаптировать для развёртывания на Луне.

Здания из лунного грунта

Другой вариант - строить дом прямо из того, что есть под ногами, используя принтеры. На Земле дома и , осталось только доработать конструкции принтеров с учётом условий луны.

Европейское космическое агентство в 2011 году обнародовало , где в качестве строительного материала используется местный грунт - реголит. Это рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой глубиной несколько метров, который состоит из изверженных пород, минералов, метеоритов, содержит алюминий, железо и титан. Мелкие частицы обладают высокой слипаемостью. Но для печати реголитом в него придётся добавлять оксид магния, который будут доставлять с Земли.

Стратегия Роскосмоса

Сегодня строительство лунной базы является одной из главных стратегических целей российской космонавтики на ближайшие десятилетие. Космонавтов планируют отправить на Луну в 2030-е годы, в то же время свои базы планируют построить там США, Китай, Япония и Европейское космическое агентство. Среди основных целей чаще называют не нужды вооружённых сил, а , необходимого для термоядерной энергетики. Средняя цена этого изотопа за литр в газообразном состоянии в 2009 году по некоторым оценкам составляла 930 американских долларов.

По гипотезе учёных при реакции 1 тонны гелия-3 с 0,67 тоннами дейтерия высвобождаемая энергия эквивалентна сгоранию 15 миллионов тонн нефти. Но добытчикам придётся работать не покладая рук: на 100 тонн реголта приходится всего 1 грамм гелия-3, то есть для добычи тонны изотопа придётся переработать 100 миллионов тонн лунного грунта.

Среди других целей: проведение экспериментов в области астрономии, космологии, космической биологии, изучение коры для исследования эволюции Солнечной системы, развёртывание телескопов, которые проще обслуживать и модернизировать, чем космические обсерватории. База может стать перевалочным пунктом для межпланетных исследований.

Для полётов на Луну Роскосмос предполагает использовать транспортный корабль . Серия многоместных кораблей должна придти на смену «Союзам». Разработка велась с 2009 года. Корабль в автономном полёте сможет просуществовать до 30 суток, при этом для космонавтов предусмотрен санузел.

Перспективы

При строительстве лунной базы учёным нужно найти способ защиты людей от солнечной радиации и микрометеоритов. В отличие от Земли, атмосфера Луны в этом не поможет. Здания должны быть достаточно прочными, чтобы мелкие метеориты не могли нанести им заметных повреждений. Проблема радиации в случае солнечных вспышек решается своевременным укрытием в помещении, имеющем соответствующую защиту. Один из способов для упрочнения зданий и радиационной защиты называют использование реголита. Его пыль способна плавиться в микроволновой печи, превращаясь в стекло, это свойство можно будет использовать на Луне для производства кирпичей. Реголит могут использовать для печати зданий с помощью 3D-принтеров, или для обваловки модулей - надувных или металлических.

Реголит, способный помочь в строительства, представляет опасность для людей. Мелкие частицы лунной пыли опасны для космонавтов, что НАСА узнали во время программы Аполлон 17, когда Харрисон Шмитт вдохнул эту пыль, попавшую на борт корабля вместе со скафандарми. У него

3 697

Идея строительства лунной базы уже давно захватила воображение людей, так же как и на огромных кораблях-колониях. Но хотели бы мы на самом деле жить на Луне?

Освоение космоса долгое время ориентировалась на Луну. В 1959 Советский космический аппарат впервые сфотографировал Луну с обратной стороны, а в 1969 году, НАСА впервые отправила людей на лунную поверхность.

В целом, данные полученные благодаря многочисленным миссиям предполагают, что на Луне нет благоприятных мест для жизни, по крайней мере по сравнению с Землей. Лунные дни тянутся около 14 земных суток, со средней температурой 123 градуса по Цельсию, в то время как лунные ночи также длятся 14 земных суток (из-за вращения Луны), при температуре минус 233 градуса по Цельсию.

“Единственное место, где мы могли бы построить базу, что бы не иметь дело с этими крайностями, как ни странно, возле лунных полюсов.” – сказал Рик Элфик, руководитель научного проекта зонд LADEE, который изучал лунную атмосферу и пылевое окружение. Эти районы, возможно хранят огромные объемы льда и низкий уровень света от солнца в течение нескольких месяцев.

Вместо пылающего жара, лунный полдень – это своего рода вечный мягкий закат солнца, с температурой около 0 градусов по Цельсию из – за низкого угла солнца.

Отдых вдали от полюса может предложить достопримечательности сильно отличающиеся от земных. Обширные равнины Луны состоят из лавовых “гор”, самая высокая из которых составляет 5,5 км в высоту. В некоторых местах равнины есть отверстия, где лава, вероятно, стекала в пещеры недр - прекрасное приключение для лунных спелеологов.

Луна также имеет огромные кратеры, достигающие 40 км в ширину, как например кратер кратер Аристарх.

Другой великолепный вид на Луне был бы солнечным затмением, которое происходит, когда Земля блокирует солнце. С Луны Земля будет выглядеть как кольцо из красно-оранжевого света.

И хотя Луна находится на расстоянии 384 400 км от Земли, отправить свои фото отпуска или затмения домой для семьи и друзей заняло бы чуть больше чем одну секунду.

Активный отдых и спорт на Луне, также сильно отличался бы от земного. Так как гравитационное поле Луны равна 1/6 от гравитации Земли, лунный колонизатор мог прыгать и бросать мяч в шесть раз выше и дальше, чем на Земле. Таким образом, расстояние между стойками ворот на футбольном поле также нужно было увеличить в 6 раз.

Лунным спортсменам не нужно проверять прогноз погоды. Потому что при очень разреженной атмосфере, на Луне нет погоды, не считая так называемую космическую погоду, которая включает метеорные частицы, достигающие размера мячика для гольфа и высоко энергетических частиц от солнечных вспышек.

Каждый день – солнце, и нет никаких шансов на дождь!

Еще одна потенциальная опасность – лунные землетрясения, или правильнее сказать лунотрясение? Сейсмометры, оставленные на лунной поверхности во время показывают, что Луна до сих пор сейсмически активна, и даже редкие, часовые измерения землетрясения составляют до 5,5 баллов по шкале Рихтера. Эти толчки будут достаточно сильными, чтобы вызвать структурные повреждения зданий. Так что не спешите продавать свой земной дом и перебираться на Луну.

Положительный ответ на этот вопрос дал опыт американских космонавтов. В общей сложности они прожили на Луне около 300 ч, но это стало возможным лишь потому, что люди перенесли в соседний мир частицу земного комфорта. В лунной посадочной кабине и внутри скафандров системы жизнеобеспечения создавали условия, близкие к земным. Без спасительных футляров, роль которых выполняли кабина и скафандры, обитатели Земля не смогли бы прожить на Луне и минуты. Поэтому проблема заселения Луни есть прежде всего проблема создания таких лунных жилищ, внутри которых на неопределенно долгий срок была бы создана земноподобная обстановка. Что технически это возможно, доказывают уже разработанные проекты первых стационарных лунных жилищ.

Широкое развитие жилищного строительства на Луне станет возможным лишь тогда, когда будут найдены способы, позволяющие создать земноподобную обстановку внутри лунных жилищ за счет местных лунных природных ресурсов. Все наши сегодняшние знания о Луне показывают, что и эта задача в обозримом будущем может быть успешно ротона.

Существует проект комплексной установки, предназначенной для производства на Луне воды, кислорода, азота и продуктов питания. Автор проекта — американский физик Ф, Звицки. Основным источником энергии для этой лунной установки служит Солнце. Его лучи с помощью специальных движущихся зеркал постоянно фокусируются на камере из прозрачного пластика, внутри которой находятся лунные минералы.

Большинство лунных пород имеет вулканическое происхождение и потому должны содержать и себе, по мнению Ф. Звицки, от 1 до 10% кристаллизационной коды. Когда лунные минералы будут нагреты Солнцем до температуры примерно 3000сС, вода начнет выпариваться из породы. Водяной пар прежде его конденсации можно использовать для привода турбины с целью выработки электроэнергии. Сконденсированный пар дает питьевую поду, часть которой используют и для полива лунных растений.

Из карбоната кальция по схеме Звицки освобождается углекислый газ; при этом исходный лунный минерал разлагается на окись кальция и углекислоту. Последняя идет на питание растений (в частности, водорослей хлореллы, дающей очень высокий прирост живого вещества). В другом солнечном коллекторе при температуре порядка 4000СС карбонат кальция разлагается на кислород, углерод и окись углерода. По подсчетам Звицки, предлагаемая им установка будет давать до 300 л кислорода в час и до 25 л воды в сутки. С увеличением размеров установки увеличится и объем ее полезной продукции. Предполагается, что из некоторых лунных пород удастся получить и азот.

Из лунных минералов можно выделить и чистые металлы, заставляя эти образцы лунной породы вступать в химические реакции с кислородом или водородом. При достаточно высоких температурах в солнечных коллекторах можно не только разлагать лунные породы на составные химические элементы, но и ионизировать эти элементы, а это в свою очередь позволит создать на Луне струнно-индукционные генераторы, дающие электрический ток. Пригодятся на Луне и аккумуляторы, питающие энергоустановки лунных жилищ во время продолжительной лунной ночи.

Современные кремниевые фотоэлементы, эта основа солнечных батарей, имеют к. п. д., не превышающий 10— 13%. Но при большой площади батарей (что возможно в лунных условиях) энергетический их выход может быть немалым (50 кет с 400 м2}. С другой стороны, есть основания думать, что в ближайшие годы к. п. д. солнечных батарей удастся повысить до 25%. Это еще больше укрепит роль солнечных батарей в энергопитании лунных жилищ.

Несомненно, что развитию лунной индустрии будут способствовать и другие энергетические установки, например полупроводниковые или атомные. Словом, не видно принципиальных преград на пути широкого развития лунной энергетики.

Вполне возможно, что сырьевые запасы Луны очень велики. В марте 1971 г. детекторы ионов, установленные на Луне экипажами «Аполлона-12» и «Аполлона-14», зарегистрировали всплеск, который, возможно, объясняется выбросом паров воды из лунного гейзера. В пользу этого предположения говорит и то, что регистрация всплеска совпала по времени с сейсмическими колебаниями. Правда, многие полагают, что вся эта история связана с выбросом отходов из космического корабля «Аполлон».

На Луне, быть может, существуют большие запасы льда в скрытых реголитом слоях вечной мерзлоты — ведь Луна когда-то могла быть богата водой.

Хотя почти во всех лунных образцах, доставленных в земные лаборатории, не нашли даже признаков кристаллизационной воды, это не означает, что все лунные породы столь же обезвожены.

Зато при нагреве образцом лунной породы до 1000°С удалось выделить из них кислород. Судя по этим земным экспериментам, в 20 кг лунной породы содержится такое количество кислорода, которое достаточно для дыхания одного космонавта и течение суток.

Если нефть имеет неорганическое происхождение, то есть шансы встретить нефть и на Луне. Иначе запасы нефти на Луне могли бы образоваться лишь в том случае, если Луна когда-то обладала биосферой, что сегодня выглядит по меньшей мере сомнительным. Самыми надежными энергетическими установками на Луне станут скорее всего солнечные и атомные, хотя попытаются, конечно, использовать все возможные энергетические ресурсы Луны, включая вулканическое тепло.

Запасы вещества на Луне столь велики, что нужда в привозе вещества с Земли, конечно, не возникнет. Вся проблема в том, как из лунных пород добывать не только строительный материал для лунных жилищ, но и все полезные химические вещества, обеспечивающие успешную работу лунных поселений. И теория и практика (непосредственное исследование Луны в последние годы) вселяют в нас оптимистические надежды. Луна может быть освоена и заселена человеком. Будущая лунная индустрия обеспечит не только нормальную жизнь лунным поселениям, но и послужит основой для бурного развития науки в лунном мире.