онлайн радио Аристократы
Чем людям может быть полезна Луна уже в ближайшем будущем
В шоу “Цивилизация” журналист Иван Яковина обсуждает последние новости, явления и тенденции, в общем размышляет о том, куда же движется мир. И есть одна почти уже постоянная тема, события вокруг которой доказывают, что на нашей планете еще не все потеряно. Иван Яковина считает, что об этом можно и нужно напоминать, поэтому снова затрагивает тему освоения космоса и рассказывает о том, чем человечеству может быть полезен единственный спутник Земли уже в ближайшем будущем.
В первой половине марта компания Blue Origin миллиардера Джеффа Безоса, основателя Amazon, объявила о создании ракеты, которая будет предназначена для освоения Луны. До этого я рассказывал о планах Space X отправить ракету с двумя людьми вокруг земного спутника, но у Безоса планы более основательные. Он хочет, как минимум, начать доставлять грузы на Луну для создания там постоянной базы. Колонизировать и заселять ее людьми смысла особого не имеет, так как она слишком маленькая для этого.Там нет атмосферы, создать ее практически невозможно, потому что при низкой гравитации любая атмосфера с Луны сразу же улетучится.
Джефф Безос/UTmagazine
В общем, пока Маск концентрируется на полетах вокруг Луны и освоении Марса, Безос мечтает о строительстве лунной базы.
В планы Безоса входит создание двух- и трехступенчастой ракеты, первая будет называться New Glenn (это в честь Джона Гленна, первого американского астронавта), а вторую скорее всего назовут New Armstrong – в честь первого человека на Луне. Они будут довольно внушительными по своим размерам и мощности, к примеру, трехступенчастый Armstrong будет сопоставим с кораблем Saturn 5, на котором американцы в 60-70-е годы летали на Луну. А это, по сути, самая мощная в истории человечества ракета, более мощных не существовало. В общем, пока Маск концентрируется на полетах вокруг Луны и освоении Марса, Безос мечтает о строительстве лунной базы. Она была бы очень кстати также и в смысле освоения Марса в будущем, ведь это отличная возможность отработать некоторые технологии в сравнительной близости от Земли.
Посмотреть, например, что очень важно, какое воздействие будет оказывать низкая гравитация при долговременном ее сохранении на человеческий организм. Сейчас мы можем сказать, что происходит с человеком в невесомости и при обычной гравитации на Земле, а вот влияние таких вот промежуточных состояний нам неизвестно (на Луне действует 1/6, а на Марсе – ⅓ земной гравитации).
Дальняя сторона Луны, снятая Appolo 8/NASA
Безос надеется, что каждую из построенных им ракет возможно будет использовать повторно до 100 раз.
Кроме всего прочего, на Луне можно будет построить увеличенных размеров рельсовую или, другими словами, электромагнитную пушку (rail gun). С ее помощью запускать на орбиту любые грузы станет в десятки раз дешевле, быстрее и проще, чем с поверхности Земли.
Также на Луне возможен сбор особого изотопа гелия в промышленных масштабах, в перспективе его можно будет использовать в термоядерных реакторах. Этот изотоп сохраняется только в вакууме, на Земле его быть не может, вернее он присутствует на нашей планете, только в мизерных количествах.
У ракет Безоса первые ступени будут возвращаемыми, как у Falcon Heavy производства SpaceX, то есть ракета может слетать на Луну, оставить там груз и вернуться обратно на Землю. Безос надеется, что каждую из построенных им ракет возможно будет использовать повторно до 100 раз. Это гигантская экономия в плане доставки грузов на орбиту. Глава Blue Origin собирается осуществить свои планы в течении 10 лет, но, в отличие от Маска, он занимается этим не самостоятельно, а в кооперации с NASA. И, судя по всему, будет просто предоставлять свои ракеты и технологии NASA, то есть продавать их как рабочие лошадки, а агентство уже будет отправлять их на Луну.
Ровер Appolo 17/NASA
Если поменять военный бюджет США и бюджет NASA местами, лет через 10 вся Солнечная система была бы заселена людьми.
Если помните, я когда-то рассказывал о роях мини-спутников, которые планировалось запускать в космос. Так вот, Юрий Мильнер, российский олигарх, совместно со Стивеном Хокингом пошел дальше – он хочет начать запускать маленькие чипы к другой звезде. Эти чипы разгоняются с помощью космического паруса, но для этого необходим супермощный лазер. И Луна, в общем-то, идеальное место, чтобы поставить такой лазер и запускать к другим звездам космические паруса с миллионами микрочипов. На самом деле, пока мы еще не осознаем полностью всех перспектив и выгод от освоения Луны. Было бы очень здорово строить прямо на поверхности спутника телескопы, гораздо более дешевые и мощные, чем земные.
Недавно видел одну интересную инфографику, согласно ей, бюджет NASA – приблизительно 16 миллиардов долларов в год, а военный бюджет США – более 600 миллиардов. Если поменять эти суммы местами, лет через 10 вся Солнечная система была бы заселена людьми. Никаких проблем с освоением космоса не существовало бы в принципе, но вместо этого человечество строит ядерные боеголовки и авианосцы. Тем не менее, силами таких людей, как Джеф Безос и Илон Маск, мы движемся вперед. Отлично, что у них рождается конкуренция в процессе освоении космоса, потому что, как известно, именно в условиях конкуренции производится все самое лучшее, качественное и дешевое. Будем надеяться, что они не останутся последними в этом деле.
Космический шаттл Intrepid перед посадкой/NASA
Кстати говоря, в Украине тоже есть ракеты, Зенит, например, у нас есть КБ Южный, завод Южмаш. В принципе, если подрихтовать эти ракеты, сделать их возвращаемыми, то наша страна вполне могла бы вступить в космическую гонку. Нам не нужно заново строить ракеты, все уже есть, технологии уже всем известны. И космодром в Украине можно было бы построить, сейчас из-за недостатка территории это конечно невозможно, но если ракеты будут возвращаемыми, то почему бы и нет. Тут есть над чем задуматься нашему правительству, но им, как видно, сейчас не до этого, они занимаются абсолютно другими делами.
Источник
Полезные ископаемые на Луне: теории, проекты добычи, состав почвы и необходимый уровень технологического развития
Луна – естественный спутник Земли. Полвека назад человек впервые ступил на его поверхность. С тех пор появились реальные возможности для непосредственных научных исследований поверхности и недр этого небесного объекта. Есть ли на Луне полезные ископаемые? Что это за ресурсы, и можно ли их добывать? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей статье.
Луна и ее внутренняя структура
У нашей планеты имеется лишь один естественный спутник – Луна. Это самый близкий к Солнцу спутник в пределах всей Солнечной системы. От Земли Луна находится на расстоянии в 384 тысячи километров. Ее экваториальный радиус равен 1738 км, что примерно соответствует 0,27 земного радиуса.
Прежде чем рассказывать о полезных ископаемых на Луне, следует максимально подробно описать внутреннюю структуру этого небесного тела. Итак, что известно ученым на сегодняшний день?
Как и планета Земля, Луна состоит из ядра, мантии и внешней коры. Лунное ядро относительно небольшое (всего 350 км в диаметре). В нем содержится много жидкого железа, также встречаются примеси никеля, серы и некоторых других элементов. Вокруг ядра находится слой частично расплавленного вещества, возникший в результате кристаллизации магмы около 4 миллиардов лет назад (вскоре после образования самой Луны).
Мощность лунной коры изменяется от 10 до 105 километров. Причем ее толщина заметно меньше на той стороне спутника, которая обращена к Земле. Глобально в лунном рельефе можно выделить две зоны: гористую материковую и пониженную – так называемые лунные моря. Последние – это не что иное, как огромные кратеры, сформировавшиеся в результате бомбардировки поверхности Луны астероидами и метеорами.
Поверхность Луны
Мы уже привыкли осознавать, что под нашими ногами находится многометровая толща осадочных пород – известняков, песчаников, глин. Но Луна – не Земля. Здесь все устроено по-другому, и горных пород осадочного происхождения здесь попросту нет и быть не может. Вся поверхность нашего спутника покрыта реголитом или «лунным грунтом». Это смесь мелкообломочного материала и тонкодисперсной пыли, образованная в результате постоянной метеоритной бомбардировки.
Толщина реголитного слоя Луны может достигать нескольких десятков метров. А на некоторых участках поверхности она не превышает и двух сантиметров. Внешне этот слой напоминает серо-коричневое одеяло из пыли. Кстати, сам термин «реголит» происходит от двух греческих слов: «литос» (камень) и «реос» (одеяло). Любопытно, что по своему запаху реголит напомнил астронавтам аромат пережженного кофе.
Следует отметить, что себестоимость транспортировки одного килограмма вещества с Луны оценивается примерно в 40 тысяч долларов. Тем не менее американцы, в общей сложности, уже доставили на Землю свыше 300 килограммов реголита с разных участков поверхности спутника. Это позволило ученым провести тщательный анализ лунного грунта.
Как оказалось, реголит рыхлый и достаточно неоднородный. При этом он хорошо слипается в комочки, что объясняется отсутствием окисной пленки. В верхнем слое реголита (не глубже 60-тисантиметров) преобладают частички размером до одного миллиметра. Лунный грунт полностью обезвожен. В его основе – базальты и плагиоклазы, которые по своему составу практически аналогичны земным.
Итак, есть ли под слоем реголита какие-либо полезные ископаемые на Луне? Об этом вы узнаете далее из нашей статьи.
Полезные ископаемые на Луне: полный список
Не стоит забывать, что Земля и Луна – это, по сути, единокровные сестры. Поэтому вряд ли недра нашего единственного спутника скрывают в себе какие-либо минеральные сенсации. Но все же, какие полезные ископаемые есть на Луне? Давайте разбираться.
Нефть, уголь, природный газ… Этих минеральных ресурсов на Луне нет и быть не может, ведь все они – биогенного происхождения. Так как на нашем спутнике нет ни атмосферы, ни органической жизни, их формирование попросту невозможно.
Однако в недрах Луны залегают различные металлы. В частности, железо, алюминий, титан, торий, хром, магний. В составе лунного реголита также обнаружены калий, натрий, кремний и фосфор. С помощью автоматической межпланетной станции Lunar Prospector, запущенной в 1998 году, удалось также определить локализацию того или иного металла на лунной поверхности. Так, например, выглядит карта распространения тория на Луне:
В целом все лунные породы и минералы можно условно поделить на три группы:
- Базальты лунных морей (пироксен, плагиоклаз, ильменит, оливин).
- KREEP-породы (калий, фосфор, редкоземельные элементы).
- ANT-породы (норит, троктолит, анортозит).
Помимо всего прочего, на Луне также были обнаружены значительные запасы воды в виде льда (в общей сложности около 1,6 млрд тонн).
Гелий-3
Пожалуй, главным и наиболее перспективным в плане освоения ископаемым на Луне является изотоп гелий-3. Земляне рассматривают его как возможное термоядерное топливо. Так, по мнению американского астронавта Гаррисона Шмидта, добыча этого легкого изотопа гелия в ближайшем будущем сможет решить проблему энергетического кризиса на Земле.
Гелий-3 в научных кругах нередко называют «горючим будущего». На Земле он встречается крайне редко. Все запасы этого изотопа на нашей планете оцениваются учеными не более чем в одну тонну. Исходя из этого, стоимость одного грамма вещества равна одной тысяче долларов. При этом один грамм гелия-3 способен заменить до 15 тонн нефти.
Стоит отметить, что наладить процесс добычи гелия-3 на поверхности Луны будет нелегко. Беда в том, что в одной тонне реголита содержится всего лишь 10 мг ценного топлива. То есть для освоения данного ресурса на поверхности нашего спутника нужно будет построить настоящий горно-обогатительный комплекс. Очевидно, что в ближайшие десятилетия это неосуществимо.
Проекты по добыче полезных ископаемых на Луне
Человечество уже всерьез задумывается и о колонизации Луны, и об освоении ее минеральных ресурсов. Теоретическая добыча полезных ископаемых на Луне вполне возможна. Но вот практически осуществить это очень непросто. Ведь для этого на поверхности нашего спутника нужно будет создать соответствующую промышленную инфраструктуру. Причем все необходимое придется привезти с Земли – материалы, воду, топливо, технику и т. д.
Тем не менее определенные проекты уже разрабатываются. Так, американская компания SEC планирует всерьез заняться добычей лунного льда и производством на его основе топлива для космических кораблей. Для этого планируется использовать как роботов, так и живых людей. NASA еще в конце 2017 года объявила о приеме заявок с технологическими предложениями по добыче ресурсов на космических объектах. Специалисты этого ведомства надеются, что добыча полезных ископаемых станет реальностью уже к 2025 году.
А вот Китай всерьез заинтересован редкоземельными элементами, которые содержатся в лунной коре. Для изучения и освоения этого ресурса страна планирует основать на Луне специальную исследовательскую базу. Не отстает от ведущих космических держав и Российская Федерация. К 2025 году Роскосмос планирует создать серию роботов для добычи полезных ископаемых на Луне.
В заключение…
Полезных ископаемых на Луне как таковых нет. По крайней мере, в нашем, земном, понимании этого термина. Тем не менее в лунной коре, в частности, в реголите обнаружен целый ряд металлов. Среди них – железо, алюминий, титан, торий, хром, магний и прочие. Добыча минеральных ресурсов на поверхности Луны теоретически возможна, однако практически пока не является целесообразной.
Источник
Чем Луна может быть полезной человечеству в будущем?
Человечество в 2020-х намерено снова высадиться на Луну и начать ее обживать. Только что взять с гигантского космического булыжника без атмосферы?
Как минимум два события первой половины 2020-го войдут в историю освоения космоса. Во-первых, 31 мая американцы запустили к МКС первый космический корабль, построенный частной компанией — речь идет о Crew Dragon от детища Илона Маска SpaceX. Во-вторых, 6 апреля президент США Дональд Трамп заявил, что Соединенные Штаты хотят добывать ресурсы на Луне и могут начать это делать без одобрения других стран. Что Америка надеется там найти? Есть ли на спутнике вообще что-то, кроме космической пыли? Чем землянам может оказаться полезна Луна в будущем? Давайте разбираться.
СОЛНЦЕ В ГРЯЗИ
Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом: мягким грунтом из лунных пород и разбившихся за миллиарды лет метеоритов. Этот слой неравномерен, и его толщина составляет от долей метра до, возможно, десятков. Состав слоя разнится в зависимости от того, что под ним: лунные «моря» остывшей лавы (базальт) или «материки» вулканов (анортозит). На вид реголит выглядит как серая пыль-грязь, все время ко всему липнет (замечание экипажа «Аполлона-11»), на Земле пахнет гарью и порохом, а еще жутко опасен для легких.
Реголит способен удерживать частицы солнечного ветра, такие как водород и гелий—3.
Их можно извлечь путем нагревания — 700 °С должно хватить. Изотоп гелия интересует ученых больше всего. Он редко встречается на Земле, но исследователи предполагают, что его можно использовать как нерадиоактивное топливо для ядерных реакторов без опасных отходов. Впрочем, ученый Иэн Крауфорд из Лондонского университета в своей работе 2015 года Lunar Resources: A Review усомнился в энергетическом потенциале гелия-3 для Земли.
По его мнению, практичность использования изотопа в реакторах пока остается теорией — он не относится к обновляемым ресурсам, а его запасы на Луне сильно преувеличены. Лунные металлы могут пригодиться при постройке жилищ и складов на спутнике, а также для снабжения космических станций и спутников. Из «материкового» реголита можно получить алюминий, а из «морских» базальтов — железо и титан с кислородом как побочным продуктом. Обломки метеоритов в реголите должны содержать металлы ценной платиновой группы (МПГ).
Теоретически их было бы проще добывать прямо с околоземных астероидов из-за отсутствия там гравитации, пишет ученый, но, с другой стороны, Луна всегда близко и скоро обрастет постоянной инфраструктурой для шахтерских работ. Еще на Луне можно найти редкоземельные металлы (РЗМ).
Речь идет о скандии, иттрии и лантаноидах, которые используют в современной электронике: ноутбуках, смартфонах, медицинских приборах. Не исключено, что именно они и привлекли внимание Трампа: Америка лидировала в добыче РЗМ до 1990-х годов, пока на первое место не вышел Китай. Сейчас он обеспечивает 90% от общей добычи РЗМ. Крауфорд опять же не разделяет оптимизма в отношении добычи РЗМ на Луне: по его словам, их месторождения по сравнению с Землей нельзя назвать богатыми.
С ЛУНЫ НА МАРС
В теории ресурсы на Луне можно использовать в трех направлениях, которые не исключают друг друга. Во-первых, они пригодятся первым лунным поселенцам. Сначала им понадобится водород в качестве ракетного топлива, кислород для систем жизнеобеспечения и вода. Затем — металлы для строительства. Воду на Луне можно найти только в виде льда — например, на дне кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. Если люди смогут ее добывать, это решит и проблему с кислородом.
Кроме этого, ученые Л. Тейлор и Д. Кэрриер в статье Production of Oxygen on the Moon: Which Processes Are Best and Why описали 20 способов сбора кислорода из реголита. Из них эффективными признали восемь. Получение водорода, кислорода, гелия-3, металлов из реголита и лунных пород — энергозатратные процессы. Колонистам так или иначе придется придумать, откуда брать электричество на спутнике. Самый очевидный выход — солнечные батареи, и их потребуется много.
В некоторых точках лунных полюсов солнце не заходит почти весь год, так что использование Луны как солнечной «батарейки» Земли в будущем может оказаться реальным сценарием. Если гелий-3 докажет свою эффективность в реакторах, его можно добывать и использовать прямо на спутнике, не транспортируя на Землю. Во-вторых, богатства Луны могут пригодиться для обслуживания космического пространства вокруг нашей планеты. Если на Луне появится инфраструктура для добычи ресурсов, то из-за разницы в гравитации будет дешевле доставлять все необходимое на орбиту именно оттуда, чем запускать для той же цели ракету с Земли, пишет Кроуфорд.
С этой точки зрения Луна сначала может стать станцией снабжения для спутников и МКС, а потом — пригодиться в освоении Марса. В-третьих, ресурсы можно в самом деле отправлять на Землю. Здесь речь идет о гелии-3, РЗМ и МПГ — все остальное везти просто не имеет смысла. По мнению Кроуфорда, на Луне нет ни одного ресурса, который бы единолично оправдал его добычу и доставку на Землю или серьезно изменил земную экономику.
Наравне с теми, кто смотрит на Луну как на источник ресурсов и плацдарм для космических операций, есть и те, кто предлагает забыть о спутнике. Группа ученых НАСА, по данным журнала PopMech, уверена, что Луна только отвлекает человечества от колонизации Марса — намного более важной задачи. К этому лагерю, пишет журнал, иногда причисляют Илона Маска, хотя тот мог бы и не согласиться с таким определением. Да, Маск публично заявлял, что Марс — его главная мечта и приоритет, но в интервью Time в 2019 году подчеркнул, что лунная база серьезно поможет в путешествии на Красную планету.
ДОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Инициативу в освоении Луны проявляют несколько сторон. США в лице НАСА готовят проект «Артемида»: в 2024-м на спутник отправят двух астронавтов, а к 2028-му здесь должно появиться постоянное поселение. Китай ворвался в ленты новостей в 2019 году с первым выращенным ростком на Луне. Его космическая программа предполагает строительство лунной базы к концу 2020-х. Европейское космическое агентство хочет отправить экспедицию и набрать реголита после 2025 года.
Россия до 2030-х годов намерена посылать на спутник роботов, затем высаживать космонавтов и строить базу после 2035-го. Не столкнутся ли все они лбами? Чья Луна юридически и кто имеет право добывать на ней ресурсы? По соглашению ООН 1967 года, наш спутник и другие космические тела объявляются нейтральными территориями, которые не могут принадлежать ни одному государству. Этот пакт не запрещает добычу ресурсов как на Луне, так и на любом другом космическом объекте. Впрочем, вопрос о принадлежности добытого придется прояснять. В документе есть строчка: «Исследование и использование космического пространства должны быть направлены на благо всех народов».
Едва ли частные компании развернут добычу ресурсов в космосе без гарантии своего права на эти ресурсы. Вероятно, в будущем нации продолжат переговоры на эту тему. Список вопросов, касающихся использования Луны, этим не ограничивается — возникают этические и экологические затруднения. Некоторые ученые переживают, что, если Луну начнут рассматривать как еще один источник полезных ископаемых, ее богатства растратят точно так же, как делают с Землей.
Есть и те, кто озабочены будущим обликом Луны: космические базы и шахты могут в конце концов повлиять на то, как спутник выглядит с Земли. А ведь Луна — часть человеческой культуры, источник вдохновения художников и музыкантов, фонарь для мореплавателей и охотников в джунглях, календарь диких племен. Кто бы ни протягивал к ней свои руки, Луна принадлежит каждому из нас.
Источник