Построят ли базу на Луне?

У того, кто вырос во времена запуска на Луну «Аполлонов» и «Луноходов» в 1960-е — 1970-е годы, наряду с фильмом «2001: космическая Одиссея» (премьера которого состоялась в 1968 году), осталось впечатление, что колонию на Луне создадут со дня на день. Учитывая то, что спустя 40 лет, в этом направлении нет никакого значительного прогресса, можно с уверенностью предположить, что колонии на Луне не предвидится и в ближайшее время. Что же нам мешает?

Допустим, мы захотим колонизировать Луну. Существует несколько основных потребностей, о которых лунным колонистам придется заботиться:

1. Пригодный для дыхания воздух

2. Вода

3. Пища

4. Жилище

5. Энергия

Желательно получать все эти ресурсы прямо на Луне, так как расходы по доставке грузов на Луну с Земли очень высоки — порядка $8000 за 1 килограмм! За эти деньги выгоднее всего производить и добывать как можно больше ресурсов на месте.

Получение пригодного для дыхания воздуха в виде кислорода, довольно легко осуществимо на Луне. Лунная почва содержит кислород, который может быть извлечен из нее с использованием тепловой или электрической энергии. Например, с помощью солнечной энергии лунный грунт будет нагреваться с выделением углекислого газа CO2 и шлака. Из углекислого газа можно легко получить углерод и кислород.

С водой дело обстоит гораздо сложнее. Есть некоторые свидетельства того, что на Луне может быть вода в виде  льдов, которые погребены под слоем лунного грунта на Южном полюсе Луны. Если эти предположения подтвердятся, это решило бы массу проблем. Вода нужна для питья и орошения, а также может быть преобразована в водород и кислород для использования в качестве топлива.

Если же вода окажется недоступной на Луне, она должна быть импортирована с Земли. Один из способов сделать воду в этих условиях — послать космический корабль с жидким водородом с Земли на Луну, а затем соединить этот водород с кислородом из лунного грунта для создания воды. Поскольку молекулы воды состоят на 67% процентов из кислорода и 33% водорода, то это будет самый дешевый способ получить воду в лунных условиях. В качестве дополнительного преимущества этого способа, водород может реагировать с кислородом в топливных элементах для производства электроэнергии, так как они создают воду в результате реакции.

Технология «Космических Челноков» («Спейс Шаттлов») значительно упрощает снабжение лунной базы кислородом и водородом, в сравнении с полетами «Аполлонов». Разработана концепция орбитального завода по производству жидкого кислорода PROFAC, действующая совместно с космическим буксиром «Space Tag». Космический буксир осуществляет полеты между поверхностью Луны и орбитой Земли. Шаттл, с установленным на борту модулем PROFAC, вращается по земной орбите на высоте 120 километров и собирает разреженную атмосферу, из которой путем сжатия получает жидкие кислород и азот. Этим кислородом и азотом затем заправляется космический буксир на земной орбите. Азот можно использовать на Луне для изготовления удобрений, накачивания надувных конструкций и других полезных целей. Часть этого кислорода и водорода буксир использует для работы своих двигателей для полета к Луне, а оставшуюся часть – закачивает в хранилища кислорода, водорода и азота на лунной базе.

 

Ресурсы для лунной колонии

Пища на Луне это также огромная проблема. Один человек съедает около 250 килограммов обезвоженной пищи в год. Целая колония людей потребует многие тонны продовольствия. Первая мысль, которая приходит в голову, это «Выращивать еду на Луне». Мы привыкли с легкостью думать так, потому что здесь, на Земле, химические вещества, такие как углекислый газ и азот, свободно доступны в атмосфере, а необходимые минералы находятся в свободном доступе в земной почве. Тонна пшеницы суммарно состоит из тонны углерода, азота, кислорода, водород, калия, фосфора, и так далее. Для того чтобы вырастить тонну пшеницы, вам придется импортировать с Земли все химические элементы, которые не доступны на Луне. После первого урожая, при стабильном количестве населения колонии, эти химикалии могут быть повторно использованы в естественном цикле. Растение вырастает, потребляя углекислый газ, различные химические элементы. Затем человек его съедает и выделяет в виде твердых и жидких отходов, а так же выбросов углекислого газа в виде дыхания. Эти человеческие отходы затем питают следующую партию растений. Но вы все равно должны завезти многие тонны пищевых продуктов или химических веществ на Луну, чтобы запустить цикл.

Скорее всего первые лунные жилища будут надувными конструкциями, доставленными с Земли. Много исследований было сделано по возможности изготовления строительных конструкций из керамики и металла, созданных на Луне.

Получение энергии на Луне, это тоже непростая и интересная задача. Можно задействовать солнечные элементы на Луне, но солнечный свет доступен только часть времени. Как упоминалось ранее, водород и кислород могут реагировать в топливных элементах для создания электричества. Ядерная энергетика является другой возможностью для получения электроэнергии, используя уран, добываемый на Луне.

Осознав всю эту информацию, вы начинаете понимать, почему уже прямо сегодня не строится колония на Луне — это сложно и чрезвычайно дорого! Но давайте представим, что мы хотим создать самообеспечивающуюся колонию из 100 человек. Для начала ее существования, на каждого человека пришлось бы отправить на Луну:

1. Стартовый пакет продуктов питания и воды на 1 год (или химикаты для выращивания пищи) — 1000 килограмм

2. Начальное жилище и оборудование для поддержки жизнедеятельности — 500 килограмм

3. Производственное оборудование — 500 килограмм

Получаем, примерно, 2000 килограмм на человека или 200000 килограмм для колонии. При стоимости 8000 долларов за килограмм, будет потрачено 1 миллиард 600 миллионов долларов только на транспортировку груза в ценах 1980-х годов. Плюс, доставка каждого человека на поверхность Луны обойдется, ни много, ни мало, в 9 миллионов долларов. Доставка 100 человек обойдется в 900 миллионов долларов. Итоговая цифра, по самым скромным подсчетам, будет составлять 2,5 миллиарда долларов. Если прибавить сюда затраты времени и средств на дизайн и разработку проекта, материалы, обучение людей и административные расходы, вы можете увидеть, что даже небольшая колония на Луне будет стоить многие миллиарды долларов.

В 1970-е годы, на волне «космического энтузиазма», казалось, что вот-вот поверхность Луны будет испещрена следами «Луноходов». Однако, столкнувшись с гигантскими финансовыми и ресурсными затратами, огромными рисками и чрезвычайно малым, на данный момент, практическим смыслом от освоения поверхности Луны, проект лунного поселения был отложен в «долгий ящик». Нет никакой острой необходимости немедленно затевать на Луне технически сложный, чрезвычайно затратный и, учитывая очень высокую метеорную активность, весьма опасный проект. На Земле имеется множество практически неосвоенных территорий на суше, не говоря уже о Мировом Океане, дно которого, на сегодня, исследовано гораздо меньше, чем поверхность Луны.