Lunini rudarji so bili še posebej veseli ta teden, ko so znanstveniki dejali, da so na luninem površju našli prepričljive dokaze za vodni led. Tam je veliko več ledu, kot smo mislili, in zdaj natančno vemo, kje leži. To bi lahko močno poenostavilo prihodnje črpanje vode.
Že dolgo pred tem odkritjem so znanstveniki poskušali najti vodo, ki bi se lahko skrivala na površini lune. Je vir, ki bo izjemno dragocen za prihodnje dolgoročne misije na Luno, saj je voda bistvenega pomena za življenje tukaj na Zemlji. Lahko ga recikliramo v luninem habitatu ali uporabimo za pitje ali kopanje. Tudi z njegovo pomočjo bi bilo mogoče gojiti rastline, potrebne za prehrano prihodnjih lunin prebivalcev.
Morda je največja in takojšnja uporaba lunine vode raketno gorivo. Glavni sestavni deli vode - vodik in kisik - sta dva najpomembnejša materiala, ki se uporabljata v raketnem gorivu. In če na Luni iz vode pripravljate raketno gorivo, bi bilo super prihraniti denar za ambiciozne misije v vesolju. Za zdaj morajo rakete, ki zapuščajo Zemljo, s seboj nositi vse gorivo, ki ga potrebujejo. Toda z uporabo luninega ledu bi lahko rakete v vesolju oskrbovali z gorivom in za manj denarja dosegli dlje.
Je voda boljša od olja?
"Ideja je ustvariti nekakšno oskrbovalno verigo zunaj Zemlje za nekatere izdelke - zlasti za vodo kot gorivo -, da bi veliko lažje prehajali iz enega telesa v drugo v vesolju," pravi Julie Brisset. Raziskovalec na Floridskem vesoljskem inštitutu.
Dostaviti nekaj v vesolje je vedno drago. Če želite, da vaš satelit uide gravitaciji Zemlje, boste potrebovali veliko goriva, da ga boste spravili v orbito. Pravzaprav večina teže, ki jo nosi raketa ob spuščanju, prihaja iz goriva. In globlje ko greš v vesolje, več goriva potrebuješ. Za odcep od gravitacije planeta je potrebno več energije. Zato so misije v globoki vesolj vse dražje, ker je potrebna velika raketa in veliko goriva.
Kaj pa, če bi lahko namesto, da bi na Zemljo vzeli gorivo, napolnili gorivo, ki je že v vesolju? Potem bi postale misije v globoki vesolje tako vsakdanje kot potovanje iz enega mesta v drugo. "Zamislite si, da ste morali zapustiti Denver in na poti ni bilo bencinskih črpalk, bencin pa ste morali nositi vse do New Yorka," pravi George Sowers, profesor na šoli rudnikov v Koloradu in nekdanji podpredsednik United Launch. Zavezništvo. »Vsega tega zagotovo ne boste dobili v avtu. Vzeti bomo morali prikolico. " Zato je ideja o luninem razvoju tako vznemirljiva. Vodo na Luni bi lahko izkopali, jo razdelili v raketno gorivo in jo prepeljali v okolikrožno ali nizko zemeljsko orbito. Rakete ne bi smele biti velike, da bi s seboj nosili vse gorivo. Lahko bi samo pristali na bencinski črpalki in natočili gorivo za dolga potovanja.
Promocijski video:
Prevoz goriva z Lune do drugih krajev v vesolju bo veliko cenejši kot prevoz z Zemlje. Na Luni ena šestina gravitacije Zemlje, kar pomeni, da je za izstop s površine potrebno manj energije. Sowers je nedavno analiziral stroške prevoza luninega goriva na različne lokacije v vesolju. Dostava lunine vode v nizko zemeljsko orbito je na primer cenejša kot pošiljanje z Zemlje, čeprav je naš planet bližje. "Če boste to gorivo uporabljali v nizki zemeljski orbiti, bo prihranek 20-30 odstotkov, če boste namesto zemeljskega uporabljali lunino gorivo," pravi Sowers.
Znanstveniki že desetletja domišljajo o pretvorbi lunine vode v raketno gorivo, odkar so se pojavili dokazi o primernosti luninih polov za razvoj ledu. Leta 1994 je skupna študija NASA-e in ameriške vojske Clementine pokazala, da v kraterjih na Luninih polih obstaja voda. Ti kraji nikoli ne vidijo sončne svetlobe in nikoli ne dosežejo temperature nad -250 stopinj Fahrenheita. Številne misije na Luno so od takrat potrdile, da je na tem območju morda voda. Leta 2009 je NASA spustila vesoljsko plovilo LCROSS v krater na južnem polu Lune, da bi videla, katere materiale bo udaril. Ugotovljeno je bilo, da je bil izpust 5% vode.
Vendar pa študija, objavljena ta teden v PNAS, kaže, da bi bila nekatera območja Lune lahko potopljena v vodo. Znanstveniki z Univerze na Havajih in Univerze Brown so analizirali podatke, ki jih je zbral indijski aparat "Chandranayan-1", ki je leta 2008 odšel na Luno. Z enim od instrumentov plovila so lahko z merjenjem odbojnosti vode preslikali območja ledu na Luni. Skenirali so tudi ta mesta v infrardeči svetlobi in ugotovili, da ima voda obliko ledu in ne tekočino ali paro. Niso le potrdili, da je vodni led prisoten na luninem površju, ampak da so nekatera območja na zemlji 20-30 odstotkov ledu. Glede na to, kako globoko gre led pod površino, bi bilo mogoče določiti, kje bi se pridobivale komponente za pogonsko gorivo.
Skladišče goriva v nizki zemeljski orbiti odpira nove možnosti za misije v vesolju. Na primer, lahko zgradimo vesoljski vlačilec - raketo, ki sedi v vesolju, znova in znova polni gorivo in odpelje satelite do želenega cilja. Zdaj sateliti, ki se izstrelijo v visoko orbito, porabijo od šestih mesecev do enega leta, da se počasi dvigujejo z uporabo vgrajenih motorjev. V tem času ne morejo opravljati svojega dela in ne prinašajo denarja. Toda z vesoljskim vlačilcem bi lahko satelite razporedili v nižje orbite z majhnimi raketami in jih nato vesoljski vlačilec uporabil, da bi satelite spravili v želeno orbito v nekaj dneh. To bi prihranilo denar satelitskim operaterjem: ne bi jim bilo treba izstreliti velike rakete, da bi tovor spravili v vesolje.in imeli bi več časa za delo s spremljevalcem.
Torej, da, lunina voda je hladna kot gorivo, vendar je ne bo lahko začeti rudariti. Najprej morate narediti obsežno izvidovanje. Zahvaljujoč študiji PNAS so znanstveniki v bistvu ustvarili zemljevid, ki prikazuje, kje iskati najbolj sočna območja vodnega ledu na Luninih polih. Naslednji korak bo pošiljanje pristajalcev in lunarnih roverjev, da najdejo najboljša mesta. Znanstveniki še ne vedo, ali je led v obliki kaše, pomešane z ledom, ali v obliki trdnih blokov, pomešanih z drugim površinskim materialom. »Znamo oblikovati opremo za pridobivanje. Preprosto ne vemo, kakšno opremo uporabiti, «pravi Metzger.
Ena ideja je, da lunino zemljo izkopljemo z bagerjem, ki pošilja material predelovalcu. Procesor med postopkom ogrevanja loči led od tal in vodo prek električne energije razdeli na osnovne sestavine. Nekaj nastalega goriva se nato uporabi za izpust preostale vode z Lune v vozilu do skladišča goriva.
Seveda bo vse to drago. "Vse je odvisno od analize stroškov," pravi Metzger. "Ali je ceneje izstreliti raketno gorivo z Zemlje ali je ceneje, če enkrat izstrelimo opremo v vesolje in nato to opremo vzdržujemo in uporabljamo za neprekinjeno ustvarjanje raketnega goriva v vesolju?" Na podlagi analize Metzgerja, Brisséja in Sowersa so ugotovili, da bi bilo treba deset let vlagati v rudarstvo na Luni, da bi zaslužili. Ker pa je lunin rudarjenje tvegana dejavnost, tvegani kapitalisti morda ne želijo aktivno sodelovati v tem poslu.
Zato skupina predlaga, naj NASA sofinancira zgodnji razvoj rudarjenja. Tako je večja verjetnost, da bodo komercialni vlagatelji sodelovali z ugledno agencijo, ki bo krila nekatere stroške.
NASA vlagateljem ne bo zagotovila storitve: vesoljska agencija je predlagala, da bo za gorivo vesoljskih ladij, ki zapuščajo lunino površino iz baze, vsako leto morda potrebnih do 100 ton goriva. Če bo vse to izstreljeno z Zemlje, bo treba približno 3,5 milijarde dolarjev na leto. Prihranek pri ustvarjanju luninega goriva bo pocenil misije na Luno in Mars. "Misije na Mars bi bile cenejše in tudi vse, kar počnemo zunaj Zemlje," pravi Sowers. Na primer, uporaba luninega goriva za polnjenje raket bi zmanjšala stroške letenja na Luno z Zemlje za trikrat, je dejal Sowers. To je pomembno glede na to, da bo NASA spet izvedla človeško misijo na Luno.
Ilya Khel