Испытания ракеты-носителя SLS, проведенные осенью прошлого года, ставили перед собой цель вывод нового космического корабля Orion на окололунную орбиту и возвращение его назад на Землю. Эта миссия, под названием «Артемида I», прошла успешно и стала первым шагом к подготовке и отправке людей в 2024 и 2025 году.
В отличие от программы «Аполлон», сегодняшнее возвращение на Луну имеет под собой долгосрочную программу по выводу на орбиту космической станции, по типу МКС, и последующего создания на поверхности Луны базы для пребывания людей.
Реализация этой амбициозной программы зависит от адаптации человека к лунным условиям и от средств, поддерживающих обитаемую зону в одной из самых экстремальных сред известных человеку.
Среда, которую необходимо приручить
Чтобы поддерживать стабильную и безопасную среду обитания надо начать с анализа окружающей среды, в которой вы хотите поселиться, и знания ограничений, которые это наложит на постройки и людей. Поскольку Луна меньше Земли, ее гравитация в шесть раз слабее, поэтому все расчеты архитектуры, сооружений и сопротивления материалов должны быть тщательно пересмотрены.
Кроме того, Луна вращается очень медленно. Там день длится около двух недель, как и ночь. А без атмосферы температура колеблется от +120 °C днем до -250 °C ночью! Не говоря уже о том, что на Луну метеориты прилетают неповрежденными и на полной скорости. Наконец, мы должны учитывать постоянное облучение лунной поверхности радиацией, чрезмерная доза которой может навредить здоровью человека.
Одним из вариантов противодействия этим эффектам является использование древних лавовых туннелей, находящихся прямо под поверхностью Луны на ее полюсах.
Новая космическая индустрия
В 2016 году Европейское космическое агентство представило свою концепцию «Лунной деревни». Идея состояла в том, чтобы запустить на поверхность надувные модули, которые роботы затем покрыли бы толстым слоем бетона, изготовленного прямо месте из лунного реголита. Такие модули можно было бы использовать в качестве временного базового лагеря во время наземных экспедиций вдали от основной базы.
Европейская «лунная деревня» опирается на массовое использование роботов для 3D-печати, которые должны будут собирать лунный грунт, смешивать его с различными клеями, а затем распылять полученную массу на надувные конструкции для создания защитного слоя, который обеспечит безопасность астронавтов.
Индустрия робототехники будет играть очень важную роль в освоении Луны. Там, где каждый шаг сопряжен со смертельным риском, вполне разумно использовать роботов для работы на поверхности. Но прежде предстоит решить очень много проблем.
Из-за электростатичности и абразивности лунной пыли, проникающей и прилипающей к чему угодно, когда совершенно невозможно использовать обычные смазочные материалы, которые тут же высыхают и испаряются в космическом вакууме, предстоит многое придумать и сделать в этом направлении.
Еще один важный момент — это источники питания. Из-за расположения основной базы Солнце должно будет всегда находиться низко над горизонтом, поэтому на открытых сторонах кратеров можно установить много солнечных панелей. Но по мере роста базы ее энергопотребление будет расти и ее придется дополнять компактными атомными электростанциями. НАСА этот вопрос уже решило и такие электростанции будут готовы к концу десятилетия.
Зачем столько энергии?
Например, для добычи полезных ископаемых. Основным ресурсом, вероятно, будет вода. Ее полно в виде льда на дне кратеров на лунных полюсах. Ее будут использовать в производстве продуктов питания и ведении сельского хозяйства, а также как топливо (кислород и жидкий водород) для спускаемых аппаратов.
Лунный грунт богат ресурсами, в которых нуждается наша промышленность. Например, кремний, а также металлы, такие как алюминий и железо. В долгосрочной перспективе лунная промышленность будет добывать гелий‑3, который необходим для технологий термоядерного синтеза.
Если командировки на Луне будут проходить достаточно долго, придется разработать технологии для адаптации к лунным условиям. Медицина, сельское хозяйство, биотехнологии будут иметь решающее значение, но все это придет позже, когда будет доказано, что присутствие человека в этой чуждой среде действительно возможно.
И тогда, возможно, разовьется последняя отрасль, на долю которой приходится почти 7% мирового ВВП: туризм. Луна может стать незаменимым пунктом назначения в следующем столетии.
