Прошло полвека с того момента, как первые люди ступили на Луну. Теперь ряд космических компаний разрабатывают различные стратегии по созданию постоянных баз на поверхности спутника. Несмотря на технологический прогресс, это невероятно сложная задача. Какие проблемы придется решать и с чего начать?
Экстремальная Луна!
Начнем с того, что земной спутник – это вовсе не туристическое местечко. Перед нами чужой небесный объект, который не спешит радушно приветствовать земных колонистов. Луна располагает 28-дневным периодом вращения, из-за чего день и ночь охватывают по 14 суток.
Спутник лишен плотного атмосферного слоя, из-за чего тепло не может равномерно распространяться и задерживаться на поверхности. Поэтому градусник может показывать как +127°C, так и -170°C.
Если нет атмосферы, то нет и защиты от опасных космических лучей. Поэтому колонистам понадобятся здания с толстыми стенами, а прогулка на поверхности невозможна без специального скафандра.
Стены зданий также должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать перепады давления между внутренней и внешней частями (внутри сооружения и снаружи). Не будем также забывать о частых падениях микрометеоритов, которые врезаются в поверхность на больших скоростях.
Многие считают, что нам не обойтись без использования лунного бетона (смесь серы и наполнитель). Такой материал идеально подходит, так как не пористый, крепкий и не нуждается в воде.
Еще одна важная проблема – низкий уровень гравитации (1/6 от земного). Если с этим ничего не делать, то со временем колонисты начнут страдать от потери мышечной и костной массы. Поэтому колонии не обойтись без тренажерного зала.
Создавать базу с нуля на Луне будет сложно. Поэтому основные блоки собираются формировать на Земле, транспортировать на Луну и собирать на поверхности (как конструктор). Это будут базовые структуры, которые можно дополнить следующими модулями.
Любая конструкция должна будет обеспечиваться кислородом, и выводить диоксид углерода. Например, на МКС используется электролиз для расщепления воды на кислород и водород, где захваченный углекислый газ выпускают в космос.
Источники энергии
Если вы решили создать базу на другом небесном теле, то вам не обойтись без источника питания. Например, на МКС обычно проживает 6 астронавтов, нуждающихся в 75-90 кВт мощности для обеспечения любой деятельности (жизнеобеспечение, питание, научное оборудование, рециркуляция воды).
Один из вариантов для лунной базы – солнечные батареи. Но здесь все зависит от того, где именно расположится колония. Если это экваториальные области, то солнечные батареи обеспечат вас энергией лишь на 14 дней, после чего на 2 недели вы погрузитесь во тьму. То есть, придется накапливать энергию. Если же вы окажитесь на северном или южном полюсе, то получите постоянный энергетический источник.
Более надежной альтернативой могут служить ядерные реакторы. В последнее время проводят все больше исследований по теме миниатюрных реакторов деления. Но есть проблема в массивности.
Даже небольшие реакторы способны весить несколько тон. И это кажется большим препятствием, ведь нам нужно доставить реакторы с Земли на Луну. Не будем забывать, что речь идет о радиации и нам не хочется загрязнять спутник.
Есть вариант с радиоизотопными тепловыми генераторами. Они создают энергию за счет генерации электрического тока из разности температур между радиоактивным материалом и более прохладной внешней средой.
На Земле они не так сильно используются, потому что в комнатах обычно комфортная температура. Однако на Луне будет прохладно (особенно в тени). Кстати, такие генераторы применяют в космических аппаратах, которые удаляются на большие дистанции от Солнца. Но на Луне придется установить их большое количество, потому что они не очень эффективны в плане трансформации тепла в электричество.
Пища и вода
Вы не можете разбить огород или разводить животных на Луне, но людям нужно что-то есть. Поэтому изначально придется обеспечивать бесперебойные поставки продовольствия. Но в теории со временем можно научиться выращивать растения на лунной почве. Уже сейчас исследования показывают, что помидоры и пшеница могут прорасти.
Чтобы обеспечить всех колонистов едой, придется создать большое «поле», а значит, увеличиваются и масштабы самой лунной базы. Но проблемами служит отсутствие азота и высокие уровни металлов (алюминий и хром), которые будут токсичными для растительности.
Гидропоника (выращивание не в почве, а в воде с помощью светодиодов) поможет устранить некоторые проблемы. Тогда не придется использовать лунный грунт, а плантациями послужат закрытые комнаты с искусственным освещением.
Вот только гидропоника нуждается в обилии воды, которая на Луне будет цениться выше золота. Придется рециркулировать воду из отходов, вроде пота, мочи, стока из раковины и т.д. Но это лишь часть объема, ведь основное поступление жидкости можно добывать из лунного льда на полюсах.
Безопасность на Луне
Если вы отправляете людей в космос, то должны понимать, что это невероятно опасное мероприятие. А Луна – это чужой небесный объект, отрезанный от родной планеты несколькими днями полета.
Даже на Земле исследователи сталкиваются с опасностями в труднодоступных местах, вроде Антарктиды, где зимой практически отсутствует экстренное медицинское обслуживание. Поэтому лунная база должна, прежде всего, располагать высококвалифицированными медиками и быть полностью автономной в этом плане.
То есть, однажды кому-то придется пережить первую операцию на Луне. Ну или же пройти сквозь простуды, аллергии, потенциальные травмы или, возможно, перенести удар от микрометеорита, пробившего скафандр.
Постскриптум
По сути, ученые располагают стратегиями и технологиями, позволяющими создать различные варианты лунной базы. Но ни одна из них не может исключить все риски. Возможно, в будущем ситуация улучшится, а пока мы продолжаем осваивать космическое пространство маленькими шажками, рискуя жизнью первых колонистов.